某研究性学习小组为合成1-丁醇．查阅资料得知一条合成路线:CH3CH=CH2+CO+H2→CH3CH2CH2CHO $→ {Vl.△}^{H {2}}$CH3CH2CH2CH2OHCO的制备原理:HCOOH$→ {△}^{浓硫酸}$CO↑+H2O.并设计出原料气的制备装置请填写下列空白:(1)实验室现有锌粒.稀硝酸.稀盐酸.浓硫酸.2-丙醇.从中选择合适的试� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

13．某研究性学习小组为合成1-丁醇．查阅资料得知一条合成路线：
CH₃CH=CH₂+CO+H₂→CH₃CH₂CH₂CHO $→_{Vl，△}^{H_{2}}$CH₃CH₂CH₂CH₂OH
CO的制备原理：HCOOH$→_{△}^{浓硫酸}$CO↑+H₂O，并设计出原料气的制备装置（如图）

请填写下列空白：
（1）实验室现有锌粒、稀硝酸、稀盐酸、浓硫酸、2-丙醇，从中选择合适的试剂制备氢气、丙烯．写
出化学方程式Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑、（CH₃）₂CHOH $\stackrel{催化剂}{→}$CH₂=CHCH₃↑+H₂O；
（2）若用以上装置制备干燥纯净的CO，装置中a和b的作用分别是恒压、防倒吸；C和d中加入的试剂分别是NaOH溶液、浓H₂SO₄；
（3）制丙烯时，还产生少量SO₂、CO₂及水蒸气，该小组用以下试剂检验这四种气体，混合气体通过试剂的顺序是④⑤①②③（或④⑤①③②）；
①饱和Na₂SO₃溶液②酸性KMnO₄溶液③石灰水④无水CuSO₄⑤品红溶液
（4）合成正丁醛的反应为正向放热的可逆反应，为增大反应速率和提高原料气的转化率，你认为应
该采用的适宜反应条件是b；
a．低温、高压、催化剂 b．适当的温度、高压、催化剂
c．常温、常压、催化剂 d．适当的温度、常压、催化剂
（5）正丁醛经催化加氢得到含少量正丁醛的1-丁醇粗品．为纯化1-丁醇，该小组查阅文献得知：①R-CHO+NaHSO₃（饱和）→RCH（OH）SO₃Na↓；②沸点：乙醚34℃，1-丁醇 118℃，并设计出如下提纯路线：
粗品$→_{操作1}^{试剂1}$滤液$→_{操作2分液}^{乙醚}$有机层$→_{过滤}^{干燥剂}$1-丁醇、乙醚$\stackrel{操作3}{→}$纯品
试剂1为饱和NaHSO3溶液，操作1为过滤，操作2为萃取，操作3为蒸馏．

分析合成1-丁醇的实验涉及化学方程式的书写、反应条件的选择、物质的性质、实验的基本操作等知识．
（1）制备氢气选用锌粒和稀盐酸；制备丙烯选用2-丙醇和浓硫酸；
（2）在题给装置中，a的作用保持分液漏斗和烧瓶内的气压相等，以保证分液漏斗内的液体能顺利加入烧瓶中；b主要是起安全瓶的作用，以防止倒吸；c为除去CO中的酸性气体，选用NaOH溶液，d为除去CO中的H₂O，试剂选用浓硫酸；若用题给装置制备H₂，则不需要酒精灯；
（3）检验丙烯和少量SO₂、CO₂及水蒸气组成的混合气体各成分时，应首先选④无水CuSO₄检验水蒸气，然后用⑤品红溶液检验SO₂，并用①饱和Na₂SO₃溶液除去SO₂；然后用③石灰水检验CO₂，用②酸性KMnO₄溶液检验丙烯；
（4）题给合成正丁醛的反应为气体体积减小的放热反应，为增大反应速率和提高原料气的转化率；
（5）饱和NaHSO₃溶液形成沉淀，然后通过过滤即可除去；1-丁醇和乙醚的沸点相差很大，因此可以利用蒸馏将其分离开．

解答解：（1）氢气可用活泼金属锌与非氧化性酸盐酸通过置换反应制备，氧化性酸如硝酸和浓硫酸与锌反应不能产生氢气，方程式为Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑；2-丙醇通过消去反应即到达丙烯，方程式为：（CH₃）₂CHOH $\stackrel{催化剂}{→}$CH₂=CHCH₃↑+H₂O，
故答案为：Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑；（CH₃）₂CHOH $\stackrel{催化剂}{→}$CH₂=CHCH₃↑+H₂O；
（2）甲酸在浓硫酸的作用下通过加热脱水即生成CO，由于甲酸易挥发，产生的CO中必然会混有甲酸，所以在收集之前需要除去甲酸，可以利用NaOH溶液吸收甲酸．又因为甲酸易溶于水，所以必需防止液体倒流，即b的作用是防止倒吸，最后通过浓硫酸干燥CO．为了使产生的气体能顺利的从发生装置中排出，就必需保持压强一致，因此a的作用是保持恒压；若用以上装置制备氢气，就不再需要加热，所以此时发生装置中的玻璃仪器名称是分液漏斗和蒸馏烧瓶；氢气密度小于空气的，因此要收集干燥的氢气，就只能用向下排空气法，而不能用排水法收集，
故答案为：恒压；防倒吸； NaOH溶液；浓H₂SO₄；
（3）检验丙烯可以用酸性KMnO₄溶液，检验SO₂可以用酸性KMnO₄溶液褪色、品红溶液或石灰水，检验CO₂可以石灰水，检验水蒸气可以无水CuSO₄，所以在检验这四种气体必需考虑试剂的选择和顺序．只要通过溶液，就会产生水蒸气，因此先检验水蒸气；然后检验SO₂并在检验之后除去SO₂，除SO₂可以用饱和Na₂SO₃溶液，最后检验CO₂和丙烯，因此顺序为④⑤①⑤②③（或④⑤①⑤③②），
故答案为：④⑤①⑤②③（或④⑤①⑤③②）；
（4）由于反应是一个体积减小的可逆反应，所以采用高压，有利于增大反应速率和提高原料气的转化率；正向反应是放热反应，虽然低温有利于提高原料气的转化率，但不利于增大反应速率，因此要采用适当的温度；催化剂不能提高原料气的转化率，但有利于增大反应速率，缩短到达平衡所需要的时间，故正确所选项是b，
故答案为：b；
（5）粗品中含有正丁醛，根据所给的信息利用饱和NaHSO₃溶液形成沉淀，然后通过过滤即可除去；由于饱和NaHSO₃溶液是过量的，所以加入乙醚的目的是萃取溶液中的1-丁醇．因为1-丁醇和乙醚的沸点相差很大，因此可以利用蒸馏将其分离开，
故答案为：饱和NaHSO₃溶液；过滤；萃取；蒸馏．

点评本题考查有机物合成方案的设计，题目难度较大，综合性较强，答题时注意把握物质的分离、提纯方法，把握物质的性质的异同是解答该题的关键．

练习册系列答案

已知：①NaClO₂的溶解度随温度升高而增大，适当条件下可结晶析出NaClO₂•3H₂O；
②K_sp（FeS）=6.3×10^-18； K_sp（CuS）=6.3×10^-36；K_sp（PbS）=2.4×10^-28
（1）吸收塔内发生反应的离子方程式为2NaOH+2ClO₂+H₂O₂=2NaClO₂+2H₂O+O₂．该工艺流程中的NaClO₃、ClO₂、NaClO₂都是强氧化剂，它们都能和浓盐酸反应制取Cl₂．若用二氧化氯和浓盐酸制取Cl₂，当生成5mol Cl₂时，通过还原反应制得氯气的质量为71g．
（2）从滤液中得到NaClO₂•3H₂O晶体的所需操作依次是dc （填写序号）．
a．蒸馏 b．灼烧 c．过滤 d．冷却结晶 e．蒸发
（3）印染工业常用亚氯酸钠（NaClO₂）漂白织物，漂白织物时真正起作用的是HClO₂．
表是 25℃时HClO₂及几种常见弱酸的电离平衡常数：

弱酸	HClO₂	HF	HCN	H₂S
Ka	1×10^-2	6.3×10^-4	4.9×10^-10	K₁=9.1×10^-8 K₂=1.1×10^-12

①常温下，物质的量浓度相等的NaClO₂、NaF、NaCN、Na₂S四种溶液的pH由大到小的顺序为pH（Na₂S）＞pH（NaCN）＞pH（NaF）＞pH（NaClO₂）（用化学式表示）；体积相等，物质的量浓度相同的NaF、NaCN两溶液中所含阴阳离子总数的大小关系为：前者大（填“前者大”“相等”或“后者大”）．
②Na₂S是常用的沉淀剂．某工业污水中含有等浓度的Cu²⁺、Fe²⁺、Pb²⁺离子，滴加Na₂S溶液后首先析出的沉淀是CuS；当最后一种离子沉淀完全时（该离子浓度为10^-5mol•L^-1），此时体系中的S^2-的浓度为6.3×10^-13mol/L．

4．硫酸亚锡（SnSO₄）可用于镀锡工业．某小组设计的SnSO₄制备路线如图：

已知：
Ⅰ．酸性条件下，锡在水溶液中有Sn²⁺、Sn⁴⁺两种主要存在形式，Sn²⁺易被氧化．
Ⅱ．SnCl₂易水解生成碱式氯化亚锡．
（1）锡原子的核电荷数为50，与碳元素同处ⅣA族，锡位于周期表的第五周期．
（2）得到的SnSO₄晶体是含大量结晶水的晶体，可知操作Ⅰ是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤等．
（3）溶解SnCl₂粉末需加浓盐酸，原因是SnCl₂水解反应为SnCl₂+H₂O?Sn（OH）Cl+HCl，加入盐酸，使该平衡向左移动，抑制Sn²⁺水解．
（4）加入锡粉的作用有两个：①调节溶液pH；②防止Sn²⁺被氧化．
（5）反应Ⅰ得到的沉淀是SnO，得到该沉淀的离子方程式是Sn²⁺+CO₃^2-═SnO↓+CO₂↑．
（6）酸性条件下，SnSO₄与双氧水反应的离子方程式是Sn²⁺+H₂O₂+2H⁺═Sn⁴⁺+2H₂O．
（7）该小组通过下列方法测定所用锡粉的纯度（杂质不参与反应）：
①将试样溶于过量的盐酸中，发生的反应为Sn+2HCl═SnCl₂+H₂↑；
②加入过量的FeCl₃溶液；
③用已知浓度的K₂Cr₂O₇溶液滴定②中生成的Fe²⁺，再计算锡粉的纯度．
请配平方程式：
6FeCl₂+1K₂Cr₂O₇+14HCl═6FeCl₃+2KCl+2CrCl₃+7H₂O．

1．某同学用10mol•L^-1的浓盐酸配制100mL 2mol•L^-1的稀盐酸，并进行有关实验．请回答下列问题：
（1）需要用量筒量取浓盐酸20.0mL．
（2）配制该稀盐酸时使用的仪器除量筒、烧杯、玻璃棒外，还必须用到的仪器有胶头滴管、100mL容量瓶．
（3）实验室中所用少量氯气用下列方法制取：4HCl（浓）+MnO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cl₂↑+MnCl₂+2H₂O．该反应中HCl是还原剂，若产生标准状况下的Cl₂2.24L，则需要2mol•L^-1的稀盐酸200ml，需要MnO₂的质量为8.7g．

8．ClO₂作为一种广谱型的消毒剂，将逐渐用来取代Cl₂成为自来水的消毒剂．已知ClO₂是一种易溶于水而难溶于有机溶剂的气体，实验室制备ClO₂的原理是用亚氯酸钠固体与纯净的氯气反应 2NaClO₂+Cl₂═2ClO₂+2NaCl
如图1是实验室用于制备和收集一定量纯净的ClO₂的装置（某些夹持装置和垫持用品省略）．其中E中盛有CCl₄液体．

（1）仪器P的名称是分液漏斗
（2）写出装置A中烧瓶内发生反应的化学方程式：MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O
（3）E装置中所盛试剂的作用是用于除去ClO₂中未反应的Cl₂
（4）F处应选用的收集装置是图2②（填序号），其中与E装置导管相连的导管口是图2d（填接口字母）．

（5）以下是尾气吸收装置，能用于吸收多余ClO₂气体，并能防止倒吸的装置的是如图3的D

A．①②B．②③C．③④D．②④
（6）若用100mL 2mol•L^-1的浓盐酸与足量的MnO₂制备Cl₂，则被氧化的HCl的物质的量是C（填序号）．
A．＞0.1mol B.0.1mol　　　　C．＜0.1mol D．无法判断．
（7）ClO₂也可由NaClO₃在H₂SO₄溶液存在下与Na₂SO₃反应制得．请写出反应的化学方程式：2ClO₃^-+SO₃^2-+2H⁺═2ClO₂+SO₄^2-+H₂O．

18．实验室采用MgCl₂、AlCl₃的混合溶液与过量氨水反应制备MgAl₂O₄，主要流程如图1：

（1）为使Mg²⁺、Al³⁺同时生成沉淀，应先向沉淀反应器中加入B（填“A”或“B”），再滴加另一反应物．
（2）如图2所示，过滤操作中的一处错误是漏斗下端尖嘴未紧贴烧杯内壁．

（3）判断流程中沉淀是否洗净所采取的方法是取少量最后一次洗涤液，加入AgNO₃溶液（或磷酸酸化的AgNO₃溶液），若生成白色沉淀，则说明没有洗涤干净；若没有沉淀生成，则说明已经洗涤干净．
（4）高温焙烧时，用于盛放固体的仪器名称是坩埚．
无水AlCl₃（183°C升华）遇潮湿空气即产生大量白雾，实验室可用下列图3装置制备：
（5）装置 B中盛放饱和NaCl溶液，该装置的主要作用是除去HCl．F中试剂的作用是吸收水蒸气．用一件仪器装填适当试剂后也可起到F和G的作用，所装填的试剂为碱石灰（或NaOH与CaO混合物）．

5．设N_A表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述不正确的是（　　）

	A．	25℃，1.01×10⁵Pa，64 g SO₂中含有的原子数为3N_A
	B．	常温常压下，1.06 g Na₂CO₃含有的Na⁺个数为0.02N_A
	C．	常温常压下，32 g O₂和O₃的混合气体所含原子数为2N_A
	D．	含有N_A个氧原子的氧气在标准状况下的体积为22.4 L

2．室温下，将0.1molNa₂CO₃固体溶于水配成100mL溶液，改变下列条件，则有关结论不正确的是（　　）

选项	改变的条件	结论
A	升温	CO₃^2-的水解平衡向右移动
B	加入AlCl₃固体	产生大量气体
C	加入100mLH₂O	溶液中c（H⁺）、c（OH^-）均减小
D	加入少量CH₃COONa固体	溶液中n（CO₃^2-）增大

16．

某化学课外小组用如图所示的装置制取溴苯．先向分液漏斗中加入苯和液溴，再将混合液慢慢滴入反应器A（A下端活塞关闭）中．
（1）写出A中反应的化学方程式

．
（2）反应时观察到A中反应液微沸并充满红棕色的蒸气，产生该现象的原因是苯与液溴的取代反应为放热反应，溴易挥发．
（3）除去溶于溴苯中的液溴，实验结束时，打开A下端的活塞，让反应液流入B中，充分振荡，写出有关反应的化学方程式Br₂+2NaOH═NaBr+NaBrO+H₂O或3Br₂+6NaOH═5NaBr+NaBrO₃+3H₂O．
（4）C中盛放CCl₄的作用是除去HBr气体中的溴蒸气．
（5）能证明苯和液溴发生的是取代反应，而不是加成反应，可向试管D中加入紫色石蕊试液，出现现象则能证明溶液变为红色（或硝酸酸化的AgNO₃溶液，若产生淡黄色沉淀）．

试题分类