题目内容

13．苯乙酸铜是合成优良催化剂、传感材料--纳米氧化铜的重要前驱体之一．下面是它的一种实验室合成路线：

制备苯乙酸的装置示意图如下（加热和夹持装置等略）：
已知：苯乙酸的熔点为76.5℃，微溶于冷水，溶于乙醇．
回答下列问题：
（1）在250mL三口瓶a中加入70mL70%硫酸．配制此硫酸时，加入蒸馏水与浓硫酸的先后顺序是先加水、再加入浓硫酸．
（2）将a中的溶液加热至100℃，缓缓滴加40g苯乙腈到硫酸溶液中，然后升温至130℃继续反应．在装置中，仪器b的作用是滴加苯乙腈；仪器c的名称是球形冷凝管，其作用是回流（或使气化的反应液冷凝）．
反应结束后加适量冷水，再分离出苯乙酸粗品．加入冷水的目的是便于苯乙酸析出．下列仪器中可用于分离苯乙酸粗品的是BCE（填标号）．
A．分液漏斗B．漏斗C．烧杯D．直形冷凝管E．玻璃棒
（3）提纯粗苯乙酸的方法是重结晶，最终得到40g纯品，则苯乙酸的产率是95%（保留3位有效数字）．
（4）用CuCl2•2H2O和NaOH溶液制备适量Cu（OH）2沉淀，并多次用蒸馏水洗涤沉淀，判断沉淀洗干净的实验操作和现象是取最后一次少量洗涤液，加入稀硝酸，再加入AgNO3溶液，无白色浑浊出现．
（5）将苯乙酸加入到乙醇与水的混合溶剂中，充分溶解后，加入Cu（OH）2搅拌30min，过滤，滤液静置一段时间，析出苯乙酸铜晶体，混合溶剂中乙醇的作用是增大苯乙酸溶解度，便于充分反应．

分析 （1）配制此硫酸时，应将密度大的注入密度小的液体中，防止混合时放出热使液滴飞溅；
（2）由图可知，c为冷凝管，使气化的液体冷凝回流，仪器b可加入反应液；反应结束后加适量冷水，降低温度，减小苯乙酸的溶解度；分离苯乙酸粗品，利用过滤操作；
（3）苯乙酸微溶于冷水，在水中的溶解度较小；由反应+H2O+H2SO4 $\stackrel{100-130℃}{→}$+NH4HSO4可知，40g苯乙腈生成苯乙酸为40g×$\frac{136}{117}$=46.5g；
（4）用蒸馏水洗涤沉淀，将氯离子洗涤干净，利用硝酸银检验洗涤液确定是否洗涤干净；
（5）苯乙酸微溶于冷水，溶于乙醇，混合溶剂中乙醇可增大苯乙酸的溶解度．

解答 解：（1）稀释浓硫酸放出大量的热，配制此硫酸时，应将密度大的注入密度小的液体中，防止混合时放出热使液滴飞溅，则加入蒸馏水与浓硫酸的先后顺序是先加水、再加入浓硫酸，
故答案为：先加水、再加入浓硫酸；
（2）由图可知，c为球形冷凝管，其作用为回流（或使气化的反应液冷凝），仪器b的作用为滴加苯乙腈；反应结束后加适量冷水，降低温度，减小苯乙酸的溶解度，则加入冷水可便于苯乙酸析出；分离苯乙酸粗品，利用过滤操作，则需要的仪器为漏斗、烧杯、玻璃棒，
故答案为：滴加苯乙腈；球形冷凝管；回流（或使气化的反应液冷凝）；便于苯乙酸析出；BCE；
（3）苯乙酸微溶于冷水，在水中的溶解度较小，则提纯苯乙酸的方法是重结晶；由反应+H2O+H2SO4 $\stackrel{100-130℃}{→}$+NH4HSO4，40g苯乙腈生成苯乙酸为40g×$\frac{136}{117}$=46.5g，最终得到44g纯品，则苯乙酸的产率是$\frac{44g}{46.5g}$×100%=95%，
故答案为：重结晶；95%；
（4）用蒸馏水洗涤沉淀，将氯离子洗涤干净，利用硝酸银检验洗涤液确定是否洗涤干净，则沉淀洗干净的实验操作和现象是取最后一次少量洗涤液，加入稀硝酸，再加入AgNO3溶液，无白色浑浊出现，
故答案为：取最后一次少量洗涤液，加入稀硝酸，再加入AgNO3溶液，无白色浑浊出现；
（5）苯乙酸微溶于冷水，溶于乙醇，混合溶剂中乙醇可增大苯乙酸的溶解度，然后与Cu（OH）2反应除去苯乙酸，即混合溶剂中乙醇的作用是增大苯乙酸溶解度，便于充分反应，故答案为：增大苯乙酸溶解度，便于充分反应．

点评 本题为2014年广西高考化学试题，侧重物质制备实验及有机物性质的考查，把握合成反应及实验装置的作用为解答的关键，综合考查学生实验技能和分析解答问题的能力，题目难度中等，注意信息的处理及应用．

练习册系列答案
相关题目
6．有一包白色固体，可能含有CaCO3、Na2SO4、KNO3、CuSO4、BaCl2五种物质中的一种或几种．现进行如下实验：
①取少量固体粉末，加入盛有足量水的烧杯中，充分搅拌静置后，底部白色沉淀，上层为无色溶液；
②继续往烧杯中加入足量稀硝酸，白色沉淀完全消失；并有气泡产生；
③取少量②中溶液滴加Ba（NO3）2溶液，有白色沉淀生成，再加入稀硝酸，沉淀不溶解．
（1）根据以上实验现象可知，该白色固体中一定含有CaCO3、Na2SO4，（填化学式，下同）一定不含有CuSO4、BaCl2，可能含有KNO3；
（2）上述实验②过程中所发生反应的离子方程式为：CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O；
（3）上述实验③过程中所发生反应的离子方程式为：Ba2++SO42-=BaSO4↓．
4．活性炭可处理大气污染物NO，反应原理：C（s）+2NO（g）?N2（g）+CO2（g）△H＞0．T℃时，在2L密闭容器中加入0.100mol NO和2.030mol活性炭（无杂质），平衡时活性炭物质的量是2.000mol．下列说法不合理的是（　　）
A．该温度下的平衡常数是：K=$\frac{9}{16}$
B．达到平衡时，NO的转化率是60%
C．3min末达到平衡，则v（NO）=0.01mol/（L•min）
D．升高温度有利于活性炭处理更多的污染物NO
1．在某温度下2L密闭容器中，3种气体加入起始状态和平衡状态时的物质的量（n）如下表所示：
XYW
起始状态（mol）210
平衡状态（mol）10.51.5
下列有关说法正确的是（　　）
A．该温度下，该反应的平衡常数K=9
B．升高温度，若W的体积分数减小，此反应△H＞0
C．该温度下，该反应的方程式为 2X（g）+Y（g）?3W（g）
D．增大压强，正、逆反应速率都增大，平衡向正反应方向移动
8．一定温度下，在2L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示：下列描述正确的是（　　）
A．反应开始到10s，用Z表示的反应速率为0.158 mol/（L•s）
B．反应开始到10s，X的物质的量浓度减少了0.79 mol/L
C．反应开始到10s时，Y的转化率为79.0%
D．在前10s内用X、Y、Z表示的反应速率数值相等
18．实验室采用简易装置模拟演示工业炼铁原理，实验装置图和实验步骤如下：

①按上图连接好装置，检查装置气密性．
②称取适量 Fe2O3于石英试管中，点燃Ⅰ处酒精灯，缓慢滴入甲酸．
③在完成某项操作后，点燃另外两处酒精灯．
④30min后熄灭酒精灯，关闭弹簧夹．
⑤待产物冷却至室温后，收集产物．
⑥采用如上方法分别收集带金属网罩酒精灯（金属网罩可以集中火焰、提高温度）和酒精喷灯加热的产物．
请回答下列问题：
（1）制备CO的原理是利用甲酸（HCOOH）在浓硫酸加热条件下的分解制得，盛放甲酸的仪器名称为分液漏斗，该反应的化学方程式HCOOH$→_{加热}^{浓硫酸}$CO↑+H2O．
（2）实验步骤③某项操作是指检验CO纯度．
（3）实验步骤④熄灭酒精灯的顺序为III、I、II．（填Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ）
（4）通过查资料获取如下信息：
Ⅰ．酒精灯平均温度为600℃；加网罩酒精灯平均温度为700℃，酒精喷灯平均温度为930℃．
Ⅱ．资料指出当反应温度高于710℃，Fe能稳定存在，680℃～710℃之间，FeO稳定存在，低于680℃，则主要是Fe3O4．试分析酒精灯加热条件下生成Fe的原因是长时间集中加热使局部温度达到还原生成铁所需要的温度．
（5）已知FeO、Fe2O3、Fe3O4氧元素的质量分数分别为：22.2%、30%、27.6%．
利用仪器分析测出3种样品所含元素种类和各元素的质量分数如表：
加热方式产物元素组成各元素的质量分数%
FeO
酒精灯Fe和O74.5025.50
带网罩酒精灯Fe和O76.4823.52
酒精喷灯Fe100.000.00
分析各元素的质量分数可知前二种加热方式得到的产物为混合物，其中酒精灯加热所得产物的组成最多有9种种可能．
（6）通过进一步的仪器分析测出前二种加热方式得到的固体粉末成分均为Fe3O4和Fe，用酒精喷灯加热得到的固体粉末成分为Fe．请计算利用酒精灯加热方式混合物中Fe3O4和Fe的质量比为12：1．（要求保留整数）
5．某矿样含有大量的CuS及少量其它不溶于酸的杂质．实验室中以该矿样为原料制备CuCl2•2H2O晶体，流程如图1：

（1）在实验室中，欲用37%（密度为1.19g•mL-1）的盐酸配制500mL 6mol•L-1的盐酸，需要的仪器除量筒、烧杯、玻璃棒、500mL容量瓶外，还有胶头滴管；
（2）①若在实验室中完成系列操作a．则下列如图2实验操作中，不需要的是cd（填下列各项中序号）．
②CuCl2溶液中存在如下平衡：Cu（H2O）42+（蓝色）+4Cl═CuCl42-（黄色）+4H2O．欲用实验证明滤液A（绿色）中存在上述平衡，除滤液A外，下列试剂中，还需要的是c（填序号）．
a．FeCl3固体   b．CuCl2固体  c．蒸馏水
（3）某化学小组欲在实验室中研究CuS焙烧的反应过程，查阅资料得知在空气条件下焙烧CuS时，固体质量变化曲线及SO2生成曲线如图3所示．
①CuS矿样在焙烧过程中，有Cu2S、CuO•CuSO4、CuSO4、CuO生成，转化顺序为：
CuS$\stackrel{①}{→}$Cu2S$\stackrel{②}{→}$CuO•CuSO4$\stackrel{③}{→}$CuSO4$\stackrel{④}{→}$CuO
第①步转化主要在200～300℃范围内进行，该步转化的化学方程式为2CuS+O2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu2S+SO2，
②300～400℃范围内，固体质量明显增加的原因是Cu2S转化为CuSO4，如图3所示过程中，CuSO4固体能稳定存在的阶段是c（填下列各项中序号）．
a．一阶段    b、二阶段    c、三阶段  d、四阶段
③该化学小组设计如图4装置模拟CuS矿样在氧气中焙烧第四阶段的过程，并验证所得气体为SO2和O2的混合物．
a．装置组装完成后，应立即进行气密性检查，请写出检查A-D装置气密性的操作：关闭分液漏斗活塞，在D中加水至淹没下端管口，微热A中圆底烧瓶看到D中有气泡冒出，停止微热后导管中有一小段水柱回流，则气密性．
b．当D装置中产生白色沉淀时，便能说明第四阶段所得气体为SO2和O2的混合物．你认为装置D中原来盛有的溶液为氯化钡溶液．
2．黄铜矿是工业炼铜的主要原料，其主要成分为CuFeS2，现有一种天然黄铜矿（含SiO2），为了测定该黄铜矿的纯度，某同学设计了如下实验：

现称取研细的黄铜矿样品1.840g，在空气存在下进行煅烧，生成Cu、Fe3O4和SO2气体，实验后取d中溶液的$\frac{1}{10}$置于锥形瓶中，用0.0500mol/L标准碘溶液进行滴定，消耗标准溶液20.00mL．
请回答下列问题：
（1）称量样品所用的仪器为电子天平（填“托盘天平”或“电子天平”），将样品研细后再反应，其目的是增大接触面积，使原料充分反应、加快反应速率．
（2）装置a和c的作用分别是bd和e（填标号，可以多选）．
a．除去SO2气体         b．除去空气中的水蒸气          c．有利于气体混合
d．有利于观察空气流速        e．除去反应后多余的氧气
（3）上述反应结束后，仍需通一段时间的空气，其目的是使反应生成的SO2全部进入d装置中，使结果精确．
（4）通过计算可知，该黄铜矿的纯度为50%．
（5）若用如图装置替代上述实验装置d，同样可以达到实验目的是②（填序号）．

（6）若将原装置d中的试液改为Ba（OH）2，测得的黄铜矿纯度误差为+1%，假设实验操作均正确，可能的原因主要有空气中的CO2与Ba（OH）2反应生成BaCO3沉淀；BaSO3被氧化成BaSO4．
3．（1）高铁酸钾（K2FeO4）是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料．FeCl3和KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4，其反应的离子方程式为：2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O；与MnO2-Zn电池类似，K2FeO4-Zn也可以组成碱性电池，K2FeO4在电池中作为正极材料，其电极反应为FeO42-+3eˉ+4H2O=Fe（OH）3+5OH-，该电池总反应的离子方程式为3Zn+2FeO42-+8H2O=3Zn（OH）2+2Fe（OH）3+4OH-．
（2）铝电池性能优越，Al-AgO电池可用作水下动力电源，其原理如图所示，该电池反应的化学方程式为2Al+3AgO+2NaOH=2NaAlO2+3Ag+H2O．

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网