题目内容

8．实验室制备苯乙酮的化学方程式为：
制备过程中还有CH3COOH+AlCl3→CH3COOAlCl2+HCl↑等副反应．
主要实验装置和步骤如下：
（Ⅰ）合成：在三颈瓶中加入20g无水AlCl3和30ml无水苯．边搅拌边慢慢滴加6ml乙酸酐和10ml无水苯的混合液．滴加完毕后加热1小时．
（Ⅱ）分离与提纯：
①边搅拌边慢慢滴加一定量浓盐酸与冰水混合液，分离得到有机层
②水层用苯萃取，分液
③将①②所得有机层合并，洗涤、干燥、蒸去苯，得到苯乙酮粗产品
④蒸馏粗产品得到苯乙酮．回答下列问题：
（1）装置c的作用：冷凝回流原料；装置d中漏斗的作用：防止倒吸．
（2）分离和提纯操作中②的目的是把溶解在水中的苯乙酮提取出来以减少损失．该操作中不能用乙醇萃取的原因是乙醇与水混溶．
（3）使用分液漏斗萃取时，先检漏后加入待萃取液和萃取剂，经振摇、分层．分离上下层液体时，苯层在上层．取出操作为从分液漏斗上口倒出．

分析 利用酯化反应原理制备苯乙酮，反应过程中要控制反应温度并冷凝反应物的蒸汽，提高反应物的利用率，收集产物里要安全措施，收集到的生成物进行分离提纯，涉及分液操作的要点；
（1）反应混合加热时因苯易挥发，如果没有c装置会进与生成物混在一起，加深了分离提纯难度，且反应物的利用率低，故运用c装置通过冷凝，再重新回到反应容器中，装置d是收集苯乙酮，用倒置的三角漏斗达到防倒吸的目的；
（2）苯乙酮也能微溶于水，利用苯萃取可减少产物的损失，另外萃取原理是利用物质在互不相溶的溶剂中的溶解度不同，对混合溶液进行分离；
（3）分液漏斗分离的是互不相溶的液体混合物，可结合操作的本质和注意点分析判断．

解答 解：（1）装置c是冷凝管，可将受热挥发出的苯蒸汽冷凝重新回流到反应容器中，可提高原料的利用率，也减轻生成物的分离提纯难度，d装置是利用倒置的三角漏斗收集苯乙酮，即增大了接受面积，也达到防倒吸的目的，故答案为：冷凝回流原料；防止倒吸；
（2）水层用苯萃取并分液的目的是把溶解在水中的苯乙酮提取出来以减少损失，由于乙醇能与水混溶不分层，所以不能用酒精代替苯进行萃取操作，故答案为：把溶解在水中的苯乙酮提取出来以减少损失；乙醇与水混溶；
（3）用苯萃取时因苯的密度小，振荡静置分层后，苯层在上层，打开分液漏斗下面的活塞，只能让下层液体流出，上层苯层从从分液漏斗上口倒出，故答案为：上；从分液漏斗上口倒出，
故答案为：检漏；放气；打开上口玻璃塞；

点评 本题考查了物质制备、分离、提纯、萃取剂选择、仪器使用等试验基础知识的应用，化学实验基本知识和基本技能的掌握是解题关键，题目难度中等．

练习册系列答案
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19．下列实验操作中，正确的是（　　）
A．向盛有10mL水的量筒中倒入浓硫酸即得稀硫酸
B．向试管中滴加试剂时，将滴管下端紧靠试管内壁
C．使用试纸检验溶液的性质时，将试纸浸入溶液中
D．用托盘天平称量药品时，左盘放药品，右盘放砝码
20．聚乙炔衍生物分子M的结构简式及M在稀硫酸作用下的水解反应如图所示．下列有关说法不正确的是（　　）
A．M与A均能使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色
B．B能发生消去、氧化、取代、缩聚等反应
C．1molM与足量烧碱溶液反应，可消耗2nmolNaOH
D．A、B、C各1mol分别与金属钠反应，放出气体的物质的量之比为1：2：2
17．设NA为阿伏伽德罗常数的值．下列说法正确的是（　　）
A．1L1mol•L-1的Na2CO3溶液中含有CO32-的数目为NA
B．28g的乙烯和丙烯中含碳原子数目为NA
C．标准状况下，6.72LNO2与水充分反应转移的电子数目为0.1NA
D．常温常压下，14g由N2与CO组成混合气体含有的原子数目为NA
3．在实验室中某实验小组同学关于硫酸铜的制取和应用，设计了以下实验：
（1）铜与浓硫酸反应，实验装置如图所示．
①装置A中发生反应的化学方程式为Cu+2H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O；
②上图装置中导管B的作用你认为可能是（写出一种）平衡试管内外的压强、若C的导管堵塞时防止装置爆炸、拆除装置前从B管口向A鼓气使二氧化硫被全部吸收．
（2）为符合绿色化学的要求，某同学进行如下设计：将铜粉在坩埚（填仪器名称）中反复灼烧，使铜与 空气充分反应生成氧化铜，再将氧化铜与稀硫酸反应，反应后溶液经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，即可得到产品CuSO4•5H2O晶体，干燥需要控制温度小于100℃，若温度过高，则会导致CuSO4•5H2O失去部分结晶水．
（3）将空气或氧气直接通入到铜粉与稀硫酸的混合物中，发现在常温下几乎不反应．向反应液中加少量：FeSO4作催化剂，即发生反应，生成硫酸铜．其反应过程的第2步是：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，请写出其第l步反应的离子方程式4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O．
（4）制取的CuSO4溶液和“另一物质”在40-50℃混合时生成了一种难溶物质氢化亚铜（CuH）．将CuH溶解在稀盐酸中时生成了一种气体，这种气体是H2，经收集测定生成的该气体为标况下11.2L，则被还原的离子得电子的物质的量是0.5mol（已知Cu+在酸性条件下发生反应2Cu+=Cu2++Cu）．
13．某兴趣小组在实验室用铜和硫酸为原料，采用多种方法制取硫酸铜，制备方法如下：
方法一
（1）甲同学取6.4g铜片和10mL 18mol•L-1浓硫酸，放在试管中共热时发现，铜与热的浓硫酸反应后并没有得到预期的蓝色溶液，而是在试管底部看到白色沉淀．甲同学为了验证其中白色沉淀的主要成分，设计下列实验．
实验步骤：倾倒掉上层液体后，向所得白色的固体中加入适量蒸馏水，边加边搅拌．
实验现象：白色物质溶解，溶液变为蓝色．
实验结论：所得白色固体的化学式为_CuSO4．
（2）乙同学与甲同学做相同的实验，还观察到加热过程中，试管内壁上部析出少量淡黄色固体物质，持续加热，淡黄色固体物质又慢慢地溶于浓硫酸而消失，同时产生能使品红溶液褪色的气体．淡黄色固体消失的原因是（用化学反应方程式回答）_S+2H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3SO2↑+2H2O．直到最后反应完毕，发现试管中还有铜片剩余．
方法二
（3）丙同学认为甲设计的实验方案不好，他自己设计的思路是：2Cu+O2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO，CuO+H2SO4═CuSO4+H2O．
对比甲的方案，你认为丙同学的优点是①产生等量的硫酸铜，消耗的硫酸更少，②不产生污染物SO2．
方法三
（4）丁同学取一铜片和稀硫酸放在试管中，再向其中滴入双氧水，发现溶液逐渐呈蓝色，写出反应的化学反应方程式Cu+H2O2+H2SO4═CuSO4+2H2O．
20．工业上用含有铝、铁、铜的合金工业废料制取纯净的氯化铝溶液、绿矾晶体（FeSO4•7H2O） 和胆矾晶体（CuSO4•5H2O）设计了如下方案如图所示：请回答相关问题：
（1）写出合金溶于足量烧碱溶液时相关反应的离子方程式：2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2↑；
写出途径I中相关反应的离子方程式：AlO2-+4H+═Al3++2H2O、H++OH-═H2O
（2）由滤液A得AlCl3溶液的途径有I和II两种，你认为合理的是途径Ⅱ（填“I”或“II），理由是因为滤液A是NaAlO2溶液，按途径Ⅰ直接向A加入盐酸得到的AlCl3溶液中含有大量的NaCl杂质；按途径Ⅱ，通入CO2气体，得Al（OH）3沉淀，将Al（OH）3溶解于盐酸中得到的是较纯净的AlCl3溶液．
（3）H2O2是一种绿色氧化剂，应用十分广泛，在滤渣D中加入稀硫酸和H2O2来制备胆矾晶体是一种绿色工艺，写出稀硫酸和H2O2溶解滤渣D的离子方程式Cu+H2O2+2H+═Cu2++2H2O．
制取500g胆矾，需要的氧化剂的物质的量为2mol．
（4）如何从滤液C中获得绿矾晶体（写出主要的实验操作名称）蒸发、浓缩、冷却结晶．
17．二氧化碳是造成温室效应的主要气体，二氧化碳的回收再利用是减缓温室效应的有效途径之一．
（1）二氧化碳重整可用于制取甲烷．已知：
CH4（g）+CO2（g）?2CO（g）+2H2（g）△H1=+247kJ•mol-1
CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）△H2=+205kJ•mol-1
则反应CO2（g）+4H2（g）?CH4（g）+2H2（g）的△H3-163kJ/mol．
（2）一定压强下，在某恒容密闭容器中，充入H2和CO2发生反应：2CO2（g）+6H2（g）?CH3CH2OH（g）+3H2O（g），其起始投料比、温度与CO2的转化率的关系如图所示．
①降低温度，平衡向正反应方向移动．
②在700K、起始投料比$\frac{n（{H}_{2}）}{n（C{O}_{2}）}$=1.5时，H2的转化率为40%．若达到平衡后H2的浓度为amol•L-1，则达到平衡时CH2CH2OH的浓度为$\frac{a}{9}$mol/L．
（3）CO2和H2在一定条件下可合成二甲醚：2CO2（g）+6H2（g）?CH3OCH3（g）+2H2O（g）△H．在一定压强下，将2.5molH2与amolCO2置于容积为1L的密闭容器中，发生上述反应，达到平衡状态时，测得反应的实验数据如下表：
温度/K
CO2转化率/%
a/mol		500600700800
1.67x33
1.256043y
0.83z32w
①x、y的大小关系为B．
A．x=y    B．x＞y    C．x＜y    D．无法判断
②下列关于该反应的叙述正确的是ABC．
A．该反应的△H＜0，△S＜0                     B．该反应的平衡常数随温度升高而减小
C．转化率分别为z、w时，达到平衡的时间前者长   D．转化率分别为y、w时，平衡常数不同．
18．温度为T时，向2.0L恒容密闭容器中充入1.0mol PCl5，反应PCl5（g）?PCl3（g）+Cl2（g）经过一段时间后达到平衡．反应过程中测定的n（PCl3）随时间的变化如图，下列说法正确的是（　　）
A．反应在前50s的平均速率v（PCl5）=0.0032 mol•L-1•s-1
B．该反应的平衡常数K=0.025
C．相同温度下，起始时向容器中充入1.0molPCl5、0.20molPCl3 和0.20mol Cl2，反应达到平衡前v（正）＞v（逆）
D．保持其他条件不变，升高温度，平衡时：c（PCl3）=0.11mol•L-1，则反应的△H＜0

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