题目内容

2．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$\stackrel{一定条件}{→}$CH3CH2CH2CHO$→_{Ni、△}^{H_{2}}$CH3CH2CH2CH2OH；
CO的制备原理：HCOOH$→_{△}^{浓H_{2}SO_{4}}$CO↑+H2O，CO的制备
装置如图所示．请填写下列空白：
（1）装置a的作用是平衡压强，使液体顺利流下；
（2）实验时向装置b中加入几粒沸石的作用是防止暴沸，
某同学进行实验时，加热后发现未加沸石，应采取的正确方法是停止加热冷却后再加入沸石；
（3）装置c的作用是防倒吸，安全瓶作用；
（4）实验室用浓硫酸和2-丙醇制备丙烯时，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④-⑤-①-③-②（填序号，试剂可以重复使用）；
①饱和Na2SO3溶液　　②酸性KMnO4溶液　　③石灰水　　④无水CuSO4　    ⑤品红溶液
写出生成SO2、CO2及水蒸气反应的化学方程式CH3CHOHCH3+9H2SO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$9SO2+3CO2+13H2O；
（5）合成的1-丁醇中常含有杂质丁醛，设计出如下提纯路线：
粗品$→_{操作1}^{试剂1}$滤液$→_{操作2}^{乙醚}$$\stackrel{分液}{→}$有机层$→_{过滤}^{干燥剂}$1-丁醇、乙醚$\stackrel{操作3}{→}$纯品
已知：①R-CHO+NaHSO3（饱和）→RCH（OH）SO3Na↓；②沸点：乙醚 34℃，1-丁醇 118℃
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；
（6）现用60g 2-丙醇制备1-丁醇，经分析知：由2-丙醇制备丙烯时的产率为85%，由丙烯制丁醛产率为80%，由丁醛制1-丁醇产率为75%，则制得1-丁醇为37.74g．

分析 （1）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；
（2）实验时向装置b中加入几粒沸石防止瀑沸，加热后发现未加沸石，应冷却后再补加；
（3）c主要是起安全瓶的作用，以防止倒吸；
（4）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；浓硫酸和2-丙醇在加热时发生氧化还原反应生成二氧化硫、二氧化碳和水；
（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；
（6）将每一步的利用率或损失率都转化为起始原料的利用率或损失率，据此计算原料的实际利用率，根据元素守恒计算1-丁醇的质量．

解答 解：（1）为了使分液漏斗中的液体能顺利的流下，就必需保持分液漏斗和烧瓶内的气压相等，因此a的作用是保持恒压，
故答案为：平衡压强，使液体顺利流下；
（2）实验时向装置b中加入几粒沸石防止瀑沸，加热后发现未加沸石，应冷却后再补加；
故答案为：防止暴沸；停止加热冷却后再加入沸石；
（3）c主要是起安全瓶的作用，以防止倒吸，
故答案为：防倒吸，安全瓶作用；
（4）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⑤①③②，浓硫酸和2-丙醇在加热时发生氧化还原反应生成二氧化硫、二氧化碳和水，反应的方程式为CH3CHOHCH3+9H2SO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$9SO2+3CO2+13H2O，
故答案为：⑤①③；CH3CHOHCH3+9H2SO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$9SO2+3CO2+13H2O；
（5）粗品中含有正丁醛，根据所给的信息利用饱和NaHSO3溶液形成沉淀，然后通过过滤即可除去；由于饱和NaHSO3溶液是过量的，所以加入乙醚的目的是萃取溶液中的1-丁醇．因为1-丁醇和乙醚的沸点相差很大，因此可以利用蒸馏将其分离开，
故答案为：饱和NaHSO3溶液；过滤；萃取；蒸馏；
（6）将每一步的利用率或损失率都转化为起始原料的利用率或损失率，则原料的实际利用率为85%×80%×75%，根据元素守恒及反应方程式可知1-丁醇的质量为85%×80%×75%×$\frac{60g}{60g/mol}×74g/mol$=37.74g，
故答案为：37.74．

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
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12．下列表示对应化学反应的离子方程式正确的是（　　）
A．向稀HNO3中滴加Na2SO3溶液SO32-+2H+═SO2↑+H2O
B．CuSO4溶液与H2S反应的离子方程式：Cu2++S2-═CuS↓
C．氯气溶于水：Cl2+H2═2H++Cl-+ClO-
D．向CuSO4溶液中加入Na2O2：2Na2O2+2Cu2++2H2═4Na++2Cu（OH）2↓+O2↑
13．已知下列热化学方程式：
①H2（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）═H2O（l）△H=-285.8kJ/mol
②H2（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）═H2O（g）△H=-241.8kJ/mol
③C（s）+$\frac{1}{2}$O2（g）═CO（g）△H=-110.5kJ/mol
④C（s）+O2（g）═CO2（g）△H=-393.5kJ/mol
回答下列问题：
（1）上述反应中属于放热反应的是①②③④．
（2）燃烧10g H2生成液态水，放出的热量为1429.0kJ
（3）表示CO燃烧热的热化学方程式为CO（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）═CO2（g）△H=-283.0kJ/mol．
10．某化学课外小组使用铁丝做催化剂，用下图装置制取溴苯，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中苯和溴反应的化学方程式：
（2）若反应一段时间后，向试管D中加入硝酸银溶液，则，观察到D中的现象是有浅黄色沉淀生成．
（3）实验结束时，打开A下端的活塞，让混合液流入B 中，充分振荡，目的是用氢氧化钠溶液除去混在溴苯中未完全反应的液溴，得到较纯净的溴苯．仪器B的名称是锥形瓶，写出溴和氢氧化钠溶液反应的化学方程式Br2+2NaOH→NaBr+NaBrO+H2O或3Br2+6NaOH→5NaBr+NaBrO3+3H2O（提示：与氯气和氢氧化钠溶液反应相似）．
（4）C中盛放CCl4的作用是除去溴化氢气体中的溴蒸气．
（5）为了证明苯和液溴发生的是取代反应，除了用（2）中的操作和现象外，还有别的办法可以证明．这种验证的方法是反应结束后向试管D中滴加石蕊试液，现象是溶液变红色．
17．下列化学反应中，既是置换反应又是氧化还原反应的是（　　）
A．2Al+6HCl═2 AlCl3+3H2B．4Na+O2═2Na2O
C．MgO+H2SO4═MgSO4+2H2OD．Ba（OH）2+H2SO4═BaSO4↓+2H2O
7．下列实验中，对应的现象以及结论都正确的是（　　）
选项             实验           现象       结论
A将稀硝酸加入过量铁粉中，充分反应后滴加KSCN溶液有气体生成，溶液呈红色稀硝酸将Fe氧化为Fe3+
B将铜粉加入1.0mol/LFe2（SO4）3溶液中溶液变蓝，有黑色固体出现金属铁比铜活泼
C用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热熔化后的液态铝滴落下来金属铝的熔点较低
D在相同条件下，分别加热Na2CO3固体和NaHCO3固体NaHCO3固体分解，产生气体使澄清石灰水变浑浊，Na2CO3固体并没有分解Na2CO3固体的稳定性比NaHCO3好
A．AB．BC．CD．D
14．下列关于钠、铝、铁的叙述中正确的是（　　）
A．都可以与水反应生成氢气和碱
B．都能从硫酸铜溶液中置换出铜
C．去除铝表面的铜镀层可以选用稀硝酸
D．铁丝不论在空气中还是在纯氧中都可以发生氧化还原反应
11．下列实验设计及其对应的离子方程式均正确的是（　　）
A．用FeCl3溶液腐蚀铜线路板：Cu+Fe3+═Cu2++Fe2+
B．Na2O2与H2O反应制备O2：2Na2O2+2H2O═4Na++4OH-+O2↑
C．将氯气溶于水制备次氯酸：Cl2+H2O═2H++Cl-+ClO-
D．用浓盐酸酸化的KMnO4溶液与H2O2反应，证明H2O2具有还原性：2MnO4-+6H++5H2O2═2Mn2++5O2↑+8H2O
12．（1）等物质的量的CH4和NH3，其质量比为16：17，分子个数比为1：1，原子个数比为5：4，氢原子个数比为4：3．
（2）2mol CO2的质量为88g，含分子数约为1.204×1024个，在标准状况下所占有的体积约为44.8L，含氧原子的物质的量为4mol．
（3）0.3mol的氧气和0.2mol的臭氧O3，它们的质量之比是1：1，分子数之比是3：2，原子数之比是1：1，它们的体积比（同温、同压）是3：2．

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