题目内容

14．高铁酸钾是一种新型非氯高效消毒剂，常用于工业废水与城市生活污水的处理．某小组同学为研究高铁酸钾对水溶液中苯酚的降解反应速率，在恒定实验温度298K或318K条件下（其余实验条件见下表），设计如下对比实验．
（1）请完成下列实验设计表：
实验编号pH投料比（高铁酸钾与苯酚的质量比）T/KFe3+实验目的
Ⅰ410：12980参照实验
Ⅱ48：12980
Ⅲ探究温度对该降解反应速率的影响
（2）若还要探究溶液的pH和Fe3+的存在对该降解反应速率的影响，除实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ外，至少还需进行2次对比实验．
（3）某同学以实验Ⅰ为参照实验，经过大量实验通过HPLC法测得不同pH下高铁酸钾对水溶液中苯酚的去除率，其结果如图所示．
①工业上使用高铁酸钾除去废水中的苯酚时，pH控制在2.5左右．
②依据图中信息，给出一种使反应停止的方法：向反应液中加入硫酸，使溶液pH＜2．

分析 （1）根据实验设计表可知，实验Ⅰ、Ⅱ的探究投料比不同，其他条件相同，从而确定实验目的；其他条件不变，改变温度，反应速率改变；
（2）所做的实验至少有改变pH的实验、加Fe3+的实验；
（3）①根据去除率图可知pH控制在2.5时去除率最大；
②根据去除率图可知pH小于2时，去除率为0．

解答 解：（1）根据实验设计表可知，实验Ⅰ、Ⅱ的探究投料比不同，其他条件相同，所以实验Ⅱ的目的是探究投料比对该降解反应速率的影响；其他条件不变，改变温度，反应速率改变，即与对实验相比，温度不同即可；
故答案为：探究投料比对该降解反应速率的影响；4；10：1；318；0；
（2）要探究溶液的pH和Fe3+的存在对该降解反应速率的影响，所做的实验至少有改变pH的实验、加Fe3+的实验，即除实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ外，至少还需进行2次；
故答案为：2；
（3）①由去除率图可知pH控制在2.5时去除率最大，所以工业上使用高铁酸钾除去废水中的苯酚时，pH控制在2.5；
故答案为：2.5；
②根据去除率图可知pH小于2时，去除率为0，所以向反应液中加入硫酸，使溶液pH＜2即可使反应停止；
故答案为：向反应液中加入硫酸，使溶液pH＜2．

点评 本题考查了探究影响化学反应速率的因素以及读图的能力，注意做对比实验时只能改变一个条件，其它条件必须相同，否则无法得出正确结论．

练习册系列答案
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5．用如图所示的方法研究某气体的性质，这种方法是（　　）
A．实验法B．观察法C．比较法D．分类法
5．制备溴苯的实验装置如图所示，回答下列问题：
（1）仪器A的名称为三颈烧瓶，冷凝管B有E、F两个管口，冷却水应从E处进入．
（2）写出A中苯发生反应的化学方程式
（3）下列说法不正确的是A（单选）
A．三颈烧瓶中左边的分液漏斗中加入的是苯和溴水
B．导管不能插入锥形瓶中的液面之下，目的是防止倒吸
C．锥形瓶中的导管口出现大量白雾
D．碱石灰作用是防止有毒气体逸出，污染环境
（4）右侧分液漏斗中的NaOH溶液在反应反应后时加入A中（填写“反应前”、“反应中”或者“反应后”），用其作用是除去溴苯中的溴，此时液体出现分层现象，下层液体为溴苯（填名称）．
2．实验室常用苯甲醛在浓氢氧化钠溶液中制备苯甲醇和苯甲酸．
已知：
①+NaOH→+
②RCHO$\stackrel{NaHSO_{3}溶液}{→}$（不容于醚，可溶于水）
③苯甲酸易溶于乙醇，微溶于冷水，可溶于热水．
④乙醚沸点34.6℃，密度0.7138，易燃烧．当空气中含量为1.83～48.0%时易发生爆炸．
主要实验装置和步骤如下：
Ⅰ．向如图所示装置中加入8g氢氧化钠和30mL水，搅拌溶解，稍冷后加入10mL苯甲醛．在搅拌下反应40min后，停止加热，从仪器a上口加入冷水20mL，冷却至室温．
Ⅱ．用乙醚萃取并分液．水层保留待用．醚层依次用少量饱和亚硫酸氢钠溶液和蒸馏水洗涤后，分出醚层，倒入干燥的锥形瓶，加无水硫酸镁干燥，注意锥形瓶上要加塞．将锥形瓶中溶液转入蒸馏装置，加热蒸出乙醚；再升高温度，收集198℃～204℃的馏分得产品A．
Ⅲ．将步骤Ⅱ萃取后备用的水层慢慢地加入到盛有30mL浓盐酸和30mL水的混合物中，同时用玻璃棒搅拌，析出白色固体．冷却，抽滤，得到粗产品，然后提纯得产品B．
根据以上步骤回答下列问题：
（1）写出玻璃仪器a的名称冷凝管；其作用是冷凝、回流苯甲醛．
（2）步骤Ⅱ萃取时用到的玻璃仪器除了烧杯、玻璃棒外，还需分液漏斗，饱和亚硫酸氢钠溶液洗涤的目的是除去过量的苯甲醛，
（3）产品A为苯甲醇，蒸馏除乙醚的过程中采用的加热方式为水浴加热．
（4）步骤Ⅱ用无水硫酸镁干燥时需要在锥形瓶上加塞，其原因是防止因乙醚挥发而导致空气中乙醚含量达到爆炸极限．
（5）抽滤过程中需要洗涤产品晶体，下列液体最适合的是C．
A．无水乙醇  B．饱和NaHCO3溶液       C．冷水       D．滤液
（6）停止抽滤的操作方法是先拆下连接抽气泵和吸滤瓶之间的橡皮管，再关闭水龙头（或抽气泵）．提纯B的粗产品的实验操作名称为重结晶．
9．醇脱水是合成烯烃的常用方法，实验室合成环己烯的反应如下，$→_{△}^{浓H_{2}SO_{4}}$，实验装置如图所示．可能用到的有关数据如表：
相对分子质量密度/（g•cm-3）沸点/℃溶解性
环乙醇1000.9618161微溶于水
环己烯820.810283难溶于水
合成反应：
在a中加入20g环己醇和2小片碎瓷片，冷却搅动下慢慢加入1mL浓硫酸．b中通入冷却水后，开始缓慢加热a，控制馏出物的温度不超过90℃．
分离提纯：将馏出物倒入分液漏斗中依次用少量5%碳酸钠溶液和蒸馏水洗涤，分离后加入无水氯化钙颗粒，静置一段时间后弃去氯化钙，最终通过蒸馏得到纯净环己烯10g．
回答下列问题：
（1）装置b的名称是冷凝管．
（2）加入碎瓷片的作用是防暴沸，如果加热一段时间后发现忘记加碎瓷片，应该采取的正确操作是B（填正确答案标号）
A．立即补加     B．冷却后补加      C．不需补加       D．重新配料
（3）本实验中最容易产生的有机副产物为．
（4）在本实验分离过程中，产物应该从分液漏斗的上口倒出（填“上口倒出”或“下口放出”）．
（5）分离提纯过程中加入无水氯化钙的目的是吸收产物中少量的水．
（6）本实验所得到的环己烯产率是61%．
19．如图为有关制备CuSO4的途径及性质，请回答下列相关问题：

（1）途径①所用混酸中H2SO4与HNO3物质的量之比最好为3：2，写出反应的离子方程式Cu+2NO3-+8H+=Cu2++2NO↑+4H2O；
（2）三种途径能更好地体现了绿色化学思想的是②（填序号），写出反应的离子方程式2Cu+O2+4H+=Cu2++2H2O；
（3）若混合气体X有两种气体，X可能是SO2和SO3吗？否（填是或否），为什么：生成物就只有Cu2O、SO2和SO3三种物质，铜和硫元素化合价都降低，得到电子，而没有元素失去电子不可能．
（4）实验测得X有三种物质组成，而且温度不同气体的物质的量之比不同，写出一种可能的化学方程2CuSO4$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$Cu2O+SO2↑+SO3↑+O2↑；1mol CuSO4在1100℃分解所得混合气体X中O2可能为0.75mol吗：不可能（填可能或不可能），为什么：若1mol CuSO4分解生成0.75molO2，则失电子为3mol，而1molCu得到1mol电子，1molS得到2mol电子都转化为SO2没有SO3生成．
（5）Y可能为一类常见的有机物，以含碳原子最少的物质为例写出反应的化学方程式：HCHO+4Cu（OH）2+2NaOH$\stackrel{△}{→}$Na2CO3+2Cu2O+6H2O．
6．（1）有机物用系统命名法命名：3，4-二甲基-3-乙基己烷
（2）写出4-甲基-2-乙基-1-戊烯的结构简式：CH2=C（C2H5）CH2CH（CH3）2
（3）下列物质中属于同系物的是C
①CH3CH2Cl    ②CH2═CHCl      ③CH3CH2CH2Cl④CH2ClCH2Cl   ⑤CH3CH2CH2CH3   ⑥CH3CH（CH3）2
A．①②B．①④C．①③D．⑤⑥
3．金属铜能被氯化铁浓溶液腐蚀，其化学反应是：Cu+2FeCl3═CuCl2+2FeCl2．现将有铜的印刷线路板浸入120mL氯化铁浓溶液中，有9.6g铜被腐蚀掉．取出印刷线路板，向溶液中加入8.4g铁粉，经充分反应，溶液中还存在4.8g不溶解的物质．（设溶液体积不变，且不考虑金属离子水解）．请回答下列问题：
（1）向溶液中加入铁粉后，发生反应的离子反应方程式为Fe+2Fe3+═3Fe2+，Fe+Cu2+═Fe2++Cu．
（2）充分反应后，溶液中存在4.8g不溶物的成分为Cu．
（3）充分反应后溶液中一定不存在的金属离子为Fe3+，一定存在的金属离子是Cu2+和Fe2+．
（4）由化学方程式Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2知，溶液中离子氧化性Fe3+大于Cu2+（填“大于”、“等于”、“小于”）．
4．下列对知识的整理错误的一组是（　　）
A．化学与健康：多吃水果有利于补充维生素；用工业盐（亚硝酸钠）腌制蔬菜
B．化学与能源：煤、石油、天然气都属于化石能源；风能、太阳能等属于新能源
C．化学与应用：用食醋除去水壶中的水垢；用活性炭除去冰箱中的异味
D．化学与安全：点燃可燃性气体前先验纯；进入久未开启的菜窖先做“灯火试验”

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