题目内容

12．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c的名称是球形冷凝管，其作用是回流（或使汽化的反应液冷凝）．
（3）反应结束后加适量冷水，再分离出苯乙酸粗品．加人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
（4）提纯粗苯乙酸的方法是重结晶，最终得到44g纯品，则苯乙酸的产率是95%．
（5）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少量洗涤液，加入稀硝酸，再加AgNO3溶液，无白色浑浊出现．
（6）将苯乙酸加人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）稀释浓硫酸时，将密度大的溶液加入到密度小的溶液中；
（2）c是球形冷凝管，冷凝管有回流作用；
（3）苯乙酸微溶于冷水，
苯乙酸不溶于冷水，可以采用过滤方法分离；
（4）苯乙酸微溶于冷水，在水中的溶解度较小；由反应可知，40g苯乙腈生成苯乙酸为40g×$\frac{136}{117}$=46.5g；
（5）如果沉淀没有洗涤干净，沉淀上易吸附氯离子，氯离子用硝酸酸化的硝酸钡检验；
 （6）苯乙酸微溶于水但溶于乙醇．

解答 解：（1）稀释浓硫酸时，将密度大的溶液加入到密度小的溶液中，硫酸浓度大于水，所以稀释浓硫酸时应该将浓硫酸沿烧杯内壁倒入水中并不断搅拌，所以溶液滴加顺序是先加水，再加入浓硫酸，
故答案为：先加水，再加入浓硫酸；
（2）c是球形冷凝管，冷凝管有回流作用，充分利用反应物，提高产物产率，
故答案为：球形冷凝管；回流（或使汽化的反应液冷凝）；
（3）苯乙酸微溶于冷水，所以加入冷水便于苯乙酸析出；
苯乙酸不溶于冷水，可以采用过滤方法分离，需要的仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒，
故答案为：便于苯乙酸析出；BCE；
（4）苯乙酸微溶于冷水，在水中的溶解度较小，采用重结晶的方法分离提纯；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；由反应可知，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%；
（5）如果沉淀没有洗涤干净，沉淀上易吸附氯离子，氯离子用硝酸酸化的硝酸钡检验，其检验方法为取少量洗涤液，加入稀硝酸，再加AgNO3溶液，无白色浑浊出现，说明洗涤干净，
故答案为：取少量洗涤液，加入稀硝酸，再加AgNO3溶液，无白色浑浊出现；
 （6）苯乙酸微溶于水但溶于乙醇，用乙醇溶解苯乙酸能增大苯乙酸的溶解度，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 本题考查制备实验方案设计，为高频考点，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能力，题目难度中等．

练习册系列答案
相关题目
1．下列不属于自发进行的变化是（　　）
A．红墨水加到清水使整杯水变红B．冰在室温下融化成水
C．水往高处流D．铁器在潮湿的空气中生锈
3．某实验小组用0.50mol•L-1NaOH溶液和0.50mol•L-1硫酸溶液进行中和热的测定．
Ⅰ．配制0.50mol•L-1NaOH溶液
（1）若实验中大约要使用470mL NaOH溶液，至少需要称量NaOH固体10.0 g．
（2）从图中选择称量NaOH固体所需要的仪器是（填字母）：a、b、e．
名称托盘天平小烧杯坩埚钳玻璃棒药匙量筒
仪器
序号abcdef
Ⅱ．测定中和热：（1）实验桌上备有烧杯（大、小两个烧杯）、泡沫塑料、泡沫塑料板、胶头滴管、量筒、盐酸、NaOH溶液，尚缺少的实验玻璃用品是环形玻璃搅拌棒、温度计．
（2）取50mL NaOH溶液和30mL硫酸溶液进行实验，实验数据如下表．①请填写下表中的空白：
实验
次数		起始温度t1/℃终止温度
t2/℃		温度差平均值
（t2-t1）/℃
H2SO4NaOH平均值
126.226.026.130.1 
227.027.427.233.3
325.925.925.929.8
426.426.226.330.4
②近似认为0.50mol•L-1NaOH溶液和0.50mol/L硫酸溶液的密度都是1g/cm3，中和后生成溶液的比热容c=“4.18”J/（g•℃）．则中和热△H=-53.5kJ•mol-1 （取小数点后一位）．
③上述实验数值结果与57.3kJ•mol-1有偏差，产生偏差的原因可能是（填字母）A、C、D．
A．实验装置保温、隔热效果差                
B．量取NaOH溶液的体积时仰视读数
C．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
D．用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度．
20．草酸H2C2O4存在于自然界的植物中，具有还原性，溶于水，为测定H2C2O4溶液的浓度，取该溶液于锥形瓶中，加入适量稀硫酸后，用浓度为cmol/L的KMnO4标准溶液滴定，滴定原理为：
KMnO4+H2C2O4+H2SO4--K2SO4+CO2+MnSO4+H2O（未配平）
（1）滴定管在使用之前，必须进行的操作是检查是否漏水，然后用水洗涤，用待装液润洗，再在滴定管中装入溶液后，要排气泡，再调液面到0刻度或0刻度以下，读数后进行滴定，滴定时，眼睛注视锥形瓶内溶液颜色的变化，该滴定达到滴定终点时的现象为溶液由无色恰好变为浅紫红色，且半分钟内不褪色．
（2）以下实验操作会引起测定结果偏高的是BC．
A．实验结束时俯视刻度线读取滴定终点时高锰酸钾溶液的体积
B．滴定前滴定管尖嘴有气泡，滴定结束无气泡
C．盛装高锰酸钾溶液的滴定管用蒸馏水清洗过后，未用高锰酸钾溶液润洗
D．盛装草酸溶液的锥形瓶用蒸馏水清洗过后，未用草酸溶液润洗
E．滴加高锰酸钾溶液过快，未充分振荡，刚看到溶液变色，立即停止滴定．
7．某化学实验小组用0.2000 mol/L的酸性KMnO4溶液测定草酸晶体的纯度（草酸晶体化学式为H2C2O4•2H2O，杂质不与KMnO4反应）．实验步骤如下：
（1）称取13.0 g草酸晶体，配成250.00 mL水溶液．此操作过程所需用到的仪器是：天平（含砝码）、烧杯、药匙、玻璃棒、胶头滴管和250 mL容量瓶
（2）量取草酸溶液25.00 mL放入锥形瓶中，用0.2000 mol/L的酸性KMnO4溶液滴定．
①量取25.00 mL草酸溶液的仪器是25mL酸式滴定管（或25mL移液管）．
②滴定时，KMnO4溶液应装在酸式 （填“酸式”、“碱式”）滴定管中．
③滴定时所发生反应的离子方程式：5H2C2O4+2MnO4-+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O．
④滴定达到终点的标志是加入最后一滴高锰酸钾溶液，锥形瓶内溶液由无色变为红色，且半分钟不褪色．
（3）按正确操作测得有关数据记录如下：
滴定次数草酸溶液体积酸性KMnO4溶液体积
滴定前读数/m L滴定后读数/m L
第一次25.000.2020.58
第二次25.004.0024.40
第三次25.002.38a
①a的读数如图所示，则a=22.80；
②草酸晶体的纯度为98.86%（结果保留两位小数）．
（4）在上述实验中，下列操作（其它操作正确）一定会造成测定结果偏高的是BD．
A．称取13.0 g草酸晶体时，将草酸晶体放在托盘天平右盘
B．锥形瓶水洗后用草酸溶液润洗
C．读取KMnO4溶液体积时，开始仰视读数，滴定结束时俯视读数
D．盛KMnO4溶液的酸式滴定管尖嘴部分有气泡，滴定后气泡消失．
17．已知2X2（g）+Y2（g）?2Z（g）△H=-a kJ•mol-1（a＞0），在一个容积固定的密闭容器中加入2mol X2和1mol Y2，在500℃时充分反应达平衡后Z的浓度为Wmol•L-1，放出热量b kJ．
（1）此反应平衡常数表达式为$\frac{{c}^{2}（Z）}{{c}^{2}（{X}_{2}）×c（{Y}_{2}）}$；若将温度降低到300℃，则反应平衡常数将增大（填“增大”“减少”或“不变”）．
（2）若原容器中只加入2mol Z，500℃充分反应达平衡后，吸收热量c kJ，则Z浓度=Wmol•L-1（填“＞”“＜”或“=”），b、c间的关系为a=b+c．（用a、b、c表示）．
（3）能说明反应已达到平衡状态的是ad（从下列选项中选择）．
a．单位时间内消耗1molY2的同时消耗了2mol Z     
b．容器内的密度保持不变
c．2v逆（X2）=v正（Y2）d．容器内压强保持不变
（4）若将上述容器改为恒压容器（反应器开始体积相同），相同温度下起始加入2mol X2和1mol Y2达到平衡后，Y2的转化率将变大（填“变大”“变小”或“不变”）．
4．二氧化碳的捕捉和利用是能源领域的一个重要战略方向．
（ 1 ） CO2的电子式是，所含化学键的类型是共价键．
（2）工业上用 C02和 H2反应合成二甲西迷（CH3OCH3）． 已知：
CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H1=-49.1 kJ•mol-1
2CH3OH（g）?CH3OCH3（g）+H2O（g）△H2=-24.5 kJ•mo1-1
①CO2 （ g）和 H2（g）反应生成 CH3OCH3 （ g）和 H2O（ g）的热化学方程式为2CO2（g）+6H2（g）═CH3OCH3（g）+3H2O（g）△H=-122.7 kJ•mol-1．
②一定条件下，上述合成二甲醚的反应达到平衡状态后，若改变反应的某个条件，下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是b（填标号）．
a．逆反应速率先增大后減小                b．H2的转化率增大
c．CO2的体积百分含量减小                 d．容器中 c（H2）/c（CO2）的比值减小
③某压强下，合成二甲醚的反应在不同温度、不同投料比时，CO2的平衡转化率如图所示．T1温度下，将6 mol CO2和12mol H2充入2 L的密闭容器中，经过5 min反应达到平衡，则 0～5 min内的平均反应速率υ（ CH3OCH3）=0.18 mol．L-1min-1；KA、KB、KC三者之间的大小关系为KA=KC＞KB．
（3）已知常温下 NH3•H2O的电离平衡常数K=1.75 x10-5，H2CO3的电离平衡常数K1=4.4 x10-7，K2=4.7 x10-11．常温下，用氨水吸收 CO2可得到 NH4HCO3溶液，NH4HCO3溶液呈碱性（填“酸性““中性”或“碱性”）；反应 NH4++HCO3-+H2O?NH3•H2O+H2CO3的平衡常数K值为1.3×10-3．
1．用25mL移液管量取市售食醋25mL，置于250mL容量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀得到待测食醋溶液，用0.100 0mol•L-1NaOH标准溶液滴定，滴定过程中记录如下数据：
实验次数第一次第二次第三次
待测食醋的体积初读数/mL0.020.030.00
待测食醋的体积终读数/mL25.0125.0425.02
氢氧化钠标准液的体积初读数/mL0.010.030.04
氢氧化钠标准液的体积终读数/mL12.5212.5512.58
由以上数据可求得该市售食醋总酸含量的平均值为3.004（g/100mL）．（答案保留三位小数）
2．下列说法不正确的是（　　）
A．1 mol氧气中含有1.204×1024个氧原子，在标准状况下占有体积22.4 L
B．1 mol臭氧和1.5 mol氧气含有相同的氧原子数
C．当He、H2、O2三种气体的温度和密度都相同时，它们的压强大小是p（O2）＞p（He）＞p（H2）
D．等物质的量的干冰和葡萄糖（分子式为C6H12O6）中所含碳原子数之比为1：6，氧原子数之比为1：3

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