题目内容

2．实验室制乙烯，常因温度过高生成少量SO2，有人设计了如图所示实验，以验证上述混合气体中是否含有乙烯和SO2．

（1）在烧瓶中除了加入乙醇、浓硫酸外，还应放入几块碎瓷片，其目的是：防止暴沸．
（2）写出生成乙烯的反应方程式：C2H5OH$→_{170℃}^{浓硫酸}$CH2=CH2↑+H2O．
（3）Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、装置中盛放的试剂是（从下列所给试剂中选出，填序号）
①品红溶液，②NaOH溶液，③酸性KMnO4溶液．
则正确的排列顺序为：①②①③
（4）能说明SO2气体存在的现象是Ⅱ中品红溶液褪色．
（5）确证含有乙烯的现象是Ⅳ中品红溶液不褪色，Ⅴ中酸性KMnO4溶液褪色．

分析 乙醇在浓硫酸作用下加热到170℃发生消去反应生成乙烯，因浓硫酸具有强氧化性，可与乙醇发生氧化还原反应，生成的乙烯混有SO2、CO2、水蒸气等无机物，二氧化硫是否存在可用品红溶液检验；检验乙烯可以用溴水或高锰酸钾酸性溶液；乙烯和二氧化硫都能使溴水或高锰酸钾酸性溶液褪色；
乙故乙烯的检验应放在排除SO2的干扰后进行，选通过品红溶液褪色检验SO2的存在；再通过NaOH溶液除去SO2，再通过品红溶液不褪色确认SO2已除干净，最后用高锰酸钾酸性溶液褪色实验检验乙烯，以此解答该题．

解答 解：（1）因乙醇的沸点低，易暴沸，所以加碎瓷片防止暴沸，
故答案为：防止暴沸；
（2）实验室利用乙醇在浓硫酸的催化作用下发生分子内脱水制取乙烯，乙醇发生了消去反应，反应方程式为C2H5OH$→_{170℃}^{浓硫酸}$ CH2=CH2↑+H2O，
故答案为：C2H5OH$→_{170℃}^{浓硫酸}$ CH2=CH2↑+H2O；
（3）检验二氧化硫用品红溶液，检验乙烯用高锰酸钾酸性溶液，乙烯和二氧化硫都能使高锰酸钾酸性溶液褪色，所以先检验二氧化硫，然后检验乙烯，同在检验乙烯之前用NaOH溶液除尽SO2，再通过品红溶液不褪色确认SO2已除干净，最后用高锰酸钾酸性溶液褪色检验乙烯，因装置A用来检验SO2，试管中品红溶液褪色，说明含有SO2，装置B试管装有NaOH溶液除去SO2，装置C试管通过品红溶液不褪色确认SO2已除干净，装置D 通过高锰酸钾酸性溶液（或溴水）褪色检验乙烯，
故答案为：①②①③；
（4）装置Ⅱ用来检验SO2，试管中品红溶液褪色，说明含有SO2，
故答案为：Ⅱ中品红溶液褪色；
（5）因Ⅳ中无二氧化硫，Ⅴ中与高锰酸钾溶液（或溴水）作用的为乙烯，所以确证含有乙烯的现象是装置Ⅳ中的品红溶液不褪色，Ⅴ中的高锰酸钾溶液（或溴水）褪色，
故答案为：Ⅳ中品红溶液不褪色，Ⅴ中酸性KMnO4溶液褪色．

点评 本题考查了乙醇的消去反应、乙烯的性质检验，题目难度不大，注意掌握乙醇的化学性质、乙烯性质及检验方法，明确实验原理为解答本题的关键，试题培养了学生灵活应用所学知识的能力，注意当有多种产物需检验时，应考虑先后顺序，高锰酸钾既能氧化二氧化硫，又能氧化乙烯，是解答本题的关键．

练习册系列答案
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12．苯乙酸是有机合成的中间产物，下面是它的一种实验室合成路线：
+H2O+H2SO4$\stackrel{100～130℃}{→}$+NH4HSO4
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70mL 70%的足量的硫酸．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，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．
（3）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
（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94.6%．
13．在实验室制取乙烯的装置图（如图）中，仪器A的名称是烧瓶．A中除了需要加入的两种反应试剂外，还要加入碎瓷片（或沸石）．其作用为避免混和液在受热沸腾时剧烈跳动（暴沸）．反应的化学方程式为C2H5OH$→_{170℃}^{浓硫酸}$CH2=CH2↑+H2O．浓硫酸的作用为催化剂和脱水剂．实验后期当A中溶液颜色变为黑色时，将制得的乙烯气体直接通入溴水中使溴水褪色，能否证明乙烯发生了加成反应？不能（填“能”或“不能”），原因是杂质气体中混有SO2气体，SO2有还原性，也能使Br2水褪色，因而不能确定是乙烯与溴水发生加成反应而使溴水褪色．．为了获得乙烯气体（可含水蒸气），应该在发生装置与性质检验装置之间安装洗气瓶，瓶内装入NaOH 溶液 （填试剂）．
10．为解决大气中CO2的含量增大的问题，某科学家提出“绿色自由”构想：把工厂排出的富含CO2的废气经净化吹入碳酸钾溶液吸收，然后再把CO2从溶液中提取出来，经化学反应使废气中的CO2转变为燃料甲醇．“绿色自由”构想的部分技术流程如图1

（1）合成塔中反应的化学方程式为CO2+3H2$\stackrel{一定条件}{→}$CH3OH+H2O；△H＜0．从平衡移动原理分析，低温有利于提高原料气的平衡转化率．而实际生产中采用300℃的温度，除考虑温度对反应速率的影响外，还主要考虑了催化剂的催化活性．
（2）从合成塔分离出甲醇的原理与下列 操作的原理比较相符C（填字母）
A．过滤    B．分液    C．蒸馏    D．结晶
工业流程中一定包括“循环利用”，“循环利用”是提高效益、节能环保的重要措施．“绿色自由”构想技术流程中能够“循环利用”的，除K2CO3溶液和CO2、H2外，还包括．
（3）在体积为2L的合成塔中，充人2mol CO2和6mol H2，测得CO2（g）和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图2所示．
从反应开始到平衡，V（H2）=0.24mol/（L•min）；能使平衡体系中$\frac{n（C{H}_{3}OH）}{n（C{O}_{2}）}$增大的措施有增大H2的用量等．
（4）如将CO2与H2以1：4的体积比混合，在适当的条件下可制得CH4．
已知
CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）△H1=-890.3kJ/mol
H2（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）═H2O（l）△H2=-285.5kJ/mol
写出CO2（g）与H2（g）反应生成CH4（g）与液态水的热化学方程式CO2（g）+4H2 （g）=CH4（g）+2H2O（l）△H=-252.9kJ/mol．
17．测定硫酸铜晶体中结晶水含量时，下列情况有可能造成测试结果偏高的是（　　）
A．加热后在空气中冷却称量固体B．晶体中含有加热易挥发的杂质
C．实验所取晶体已有部分脱水D．晶体加热时脱水不完全
7．测定硫酸铜晶体（CuSO4•5H2O）里结晶水的含量，实验步骤为：①研磨  ②称量空坩埚和装有试样的坩埚的质量  ③加热  ④冷却  ⑤称量  ⑥重复③至⑤的操作，直到连续两次称量的质量差不超过0.001g为止  ⑦根据实验数据计算硫酸铜结晶水的含量．
请回答下列问题：
（1）现有坩埚、坩埚钳、三脚架、泥三角、玻璃棒、干燥器、药匙、硫酸铜晶体样品等实验用品，进行该实验时，缺少的实验用品是研钵、电子天平、酒精灯；
（2）该实验中哪一步骤需要使用干燥器？使用干燥器的目的是什么？答：冷却，防止吸收水分；
（3）实验步骤⑥的目的是检验样品中的结晶水是否已经全部除去；
（4）若操作正确而实验测得的硫酸铜晶体中结晶水的含量偏低，其原因可能有（填入选项的编号）：BD．
A．加热前所用的坩埚未完全干燥
B．实验前被测样品已有部分失水
C．被测样品中含有加热易挥发的杂质
D．被测样品中含有加热不挥发的杂质．
14．铬是用途广泛的金属，但在生产过程中易产生有害的含铬工业废水．
I、还原沉淀法是处理含Cr2O42- 和CrO72-工业废水的一种常用方法，其工艺流程如下：

其中第①步存在平衡：2CrO42-（黄色）+2H+?Cr2O72- （橙色）+H2O
（1）若平衡体系中，pH=0时溶液显橙色．
（2）以石墨为电极，电解Na2CrO4制备Na2Cr2O7的装置如图1所示．

a极的名称是负极；b极直接相连一极的反应式为2H2O-4e-=4H++O2↑．
（3）第②步反应的离子方程式：Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O．
第②步反应后的溶液加入一定量烧碱，若溶液中c（Fe3+）=2.0×10-12mol•L-1，则溶液中c（Cr3+）=3×10-5mol•L-1．（已知Ksp[Fe（OH）3]=4.0×10-38 mol•L-1，Ksp[Cr（OH）3]=6.0×10-31 mol•L-1）．
II、探究CrO3的强氧化性和热稳定性
（4）CrO3遇有机物（如酒精）时猛烈反应以至着火．若该过程中乙醇被氧化成乙酸，CrO3被还原成绿色的Cr2（SO4）3．补充并配平下列反应式：
aCrO3+bC2H5OH+cH2SO4=dCr2（SO4）3+eCH3COOH+fR
b：c：f=1：2：3．
（5）CrO3的热稳定性差，加热时逐步分解，其固定残留率随温度的变化如图2所示．B点时生成固体的化学式为Cr2O3．（固体残留率=$\frac{剩余固体的质量}{原始固体的质量}$×100%）
11．保护环境已成为人类的共识，人类应以可持续发展的方式使用资源，以合理的方式对废物进行处理并循环使用．下列做法不利于环境保护的是（　　）
①发电厂的煤经脱硫处理
②采用新科学技术促进煤、石油、天然气的开采，以满足工业发展的需求
③将煤转化为水煤气作燃料
④回收并合理处理聚乙烯塑料废物
⑤汽车尾气中含有氮氧化物，是因为汽油燃烧不充分所致，很少，不必考虑
⑥电镀废液经中和后直接排放 
⑦增加燃煤发电厂烟囱的高度，可以减少对大气的污染．
A．①②④⑤B．②③⑥⑦C．②⑤⑥⑦D．①③⑥⑦
12．NaNO3是重要的化工原料，可通过下列方法制备：
第一步：在吸收塔中，将硝酸生产中排出的尾气（体积分数：含0.5%NO、1.5%NO2）
用纯碱溶液完全吸收．
第二步：将吸收塔中的混合液送入转化塔中，加入50%HNO3溶液，同时通入足量的压缩空气搅拌，充分反应，得到NaNO3和硝酸的混合液．
第三步：将转化塔中的混合液用纯碱中和后，经蒸发浓缩、冷却结晶、离心分离、干燥，得NaNO3成品．
已知：每生产1.7t纯净的NaNO3固体，需消耗1.3t无水Na2CO3、消耗氧气的体积为67.2m3（标准状况下）和一定量的HNO3．生产过程中排出的尾气中均不含氮氧化物．
回答下列问题：
（1）第一步生产过程中发生反应的总化学方程式是NO+3NO2+2Na2CO3═3NaNO2+NaNO3+2CO2．
（2）检验NaNO3成品中是否含少量的Na2CO3杂质的方法是取少量NaNO3样品溶于水，滴入CaCl2溶液，若有白色沉淀生成，再加盐酸、沉淀又消失，说明有Na2CO3存在，否则无．
（3）生产过程中Na2CO3的利用率是0.82（计算结果精确到小数点后两位）．
（4）生产1.7t纯净的NaNO3固体，可以处理硝酸生产中排出的尾气的体积为8960m3（标准状况下）．（写出计算过程）

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