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+H2CH3CH2CH2CHO$→_{Ni，△}^{H_{2}}$CH3CH2CH2CH2OH
CO的制备原理：HCOOH$→_{△}^{浓硫酸}$ CO↑+H2O，并设计出原料气的制备装置（如图）

请填写下列空白：
（1）实验室现有锌粒、稀硝酸、稀盐酸、浓硫酸、2-丙醇，从中选择合适的试剂制备氢气、丙烯．写出化学方程式Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑、（CH3）2CHOH$\frac{\underline{\;浓H_{2}SO_{4}\;}}{△}$CH2=CHCH3↑+H2O；
（2）若用以上装置制备干燥纯净的CO，装置中a和b的作用分别是平衡分液漏斗液面压强与圆底烧瓶内压强、防倒吸；C和d中承装的试剂分别是NaOH溶液、浓硫酸；
（3）制丙烯时，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④⑤①⑤③②；
①饱和Na2SO3溶液②酸性KMnO4溶液③石灰水④无水CuSO4⑤品红溶液
（4）合成正丁醛的反应为正向放热的可逆反应，为增大反应速率和提高原料气的转化率，你认为应该采用的适宜反应条件是b；
a．低温、高压、催化剂               b．适当的温度、高压、催化剂
c．常温、常压、催化剂               d．适当的温度、常压、催化剂
（5）正丁醛经催化加氢得到含少量正丁醛的1-丁醇粗品．为纯化1-丁醇，该小组查阅文献得知：①R-CHO+NaHSO3（饱和）→RCH（OH）SO3Na↓；②沸点：乙醚34℃，1-丁醇 118℃，并设计出如下提纯路线：
粗品$→_{操作1}^{试剂1}$滤液$→_{操作2分液}^{乙醇}$有机层$→_{过滤}^{干燥剂}$1-丁醇、乙醚$\stackrel{操作3}{→}$纯品 
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．

分析 （1）制备氢气选用锌粒和稀盐酸；制备丙烯选用2-丙醇和浓硫酸；
（2）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；b主要是起安全瓶的作用，以防止倒吸；c为除去CO中的酸性气体，选用NaOH溶液，d为除去CO中的H2O，试剂选用浓硫酸；
（3）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⑤品红溶液检验SO2是否除尽，然后用③石灰水检验CO2，用②酸性KMnO4溶液检验丙烯；
（4）题给合成正丁醛的反应为气体体积减小的放热反应，为增大反应速率和提高原料气的转化率；
（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．

解答 解：（1）氢气可用活泼金属锌与非氧化性酸盐酸通过置换反应制备，氧化性酸如硝酸和浓硫酸与锌反应不能产生氢气，方程式为Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑；2-丙醇通过消去反应即到达丙烯，方程式为（CH3）2CHOH$\frac{\underline{\;浓H_{2}SO_{4}\;}}{△}$CH2=CHCH3↑+H2O，
故答案为：Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑； （CH3）2CHOH$\frac{\underline{\;浓H_{2}SO_{4}\;}}{△}$CH2=CHCH3↑+H2O；
 （2）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，因为甲酸易溶于水，所以必需防止液体倒流，即b的作用是防止倒吸，若用以上装置制备氢气，就不再需要加热，产生的氢气中必然会混有氯化氢，所以在收集之前需要除去氯化氢，可以利用NaOH溶液吸收氯化氢，d为除去氢气中的H2O，试剂选用浓硫酸，
故答案为：平衡分液漏斗液面压强与圆底烧瓶内压强；防倒吸；NaOH溶液；浓硫酸；
（3）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⑤品红溶液检验SO2是否除尽，然后用③石灰水检验CO2，用②酸性KMnO4溶液检验丙烯，因此顺序为④⑤①②③⑤，
故答案为：④⑤①⑤③②；
（4）由于反应是一个体积减小的可逆反应，所以采用高压，有利于增大反应速率和提高原料气的转化率；正向反应是放热反应，虽然低温有利于提高原料气的转化率，但不利于增大反应速率，因此要采用适当的温度；催化剂不能提高原料气的转化率，但有利于增大反应速率，缩短到达平衡所需要的时间，故正确所选项是b；
故答案为：b；
（5）粗品中含有正丁醛，根据所给的信息利用加饱和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．

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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7．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（　　）
A．足量铁在氯气中反应，1mol铁失去的电子数为3NA
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已知：①浸出液中含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等；
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：（金属离子浓度为：0.01mol/L）
沉淀物Fe（OH）3Fe（OH）2Co（OH）2Al（OH）3Mn（OH）2
开始沉淀2.77.67.64.07.7
完全沉淀3.79.69.25.29.8
③CoCl2•6H2O熔点为86℃，加热至110～120℃时，失去结晶水生成无水氯化钴．
（1）写出浸出过程中Co2O3发生反应的离子方程式Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O．
（2）写出NaClO3发生反应的主要离子方程式ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O；若不慎向“浸出液”中加过量NaClO3时，可能会生成有毒气体，写出生成该有毒气体的离子方程式ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O．
（3）“加Na2CO3调pH至a”，过滤所得到的两种沉淀的化学式为Fe（OH）3、Al（OH）3．
（4）制得的CoCl2•6H2O在烘干时需减压烘干的原因是降低烘干温度，防止产品分解．
（5）萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图．向“滤液”中加入萃取剂的目的是除去溶液中的Mn2+；其使用的最佳pH范围是B．

A．2.0～2.5   B．3.0～3.5   C．4.0～4.5  D．5.0～5.5
（6）为测定粗产品中CoCl2•6H2O含量，称取一定质量的粗产品溶于水，加入足量AgNO3溶液，过滤、洗涤，将沉淀烘干后称其质量．通过计算发现粗产品中CoCl2•6H2O的质量分数大于100%，其原因可能是粗产品含有可溶性氯化物或晶体失去了部分结晶水．（答一条即可）
17．CuCl晶体呈白色，熔点为430℃，沸点为1490℃，见光分解，露置于潮湿空气中易被氧化，难溶于水、稀盐酸、乙醇，易溶于浓盐酸生成H3CuCl4，反应的化学方程式为CuCl（s）+3HCl（aq）?H3CuCl4（aq）．

（1）实验室用如图1所示装置制取CuCl，反应原理为：
2Cu2++SO2+8Cl-+2H2O═2CuCl43-+SO42-+4H+
CuCl43-（aq）?CuCl（s）+3Cl-（aq）
①装置C的作用是吸收未反应的二氧化硫．
②装置B中反应结束后，取出混合物进行所示操作，得到CuCl晶体．
混合物$→_{i}^{冷却}$ $→_{ii}^{倒入溶有SO_{2}的水中}$ $→_{iii}^{过滤}$ $→_{iV}^{洗涤}$ $→_{v}^{干燥}$CuCl晶体
操作ⅱ的主要目的是促进CuCl析出、防止CuCl被氧化；操作ⅳ中宜选用的试剂是水、稀盐酸或乙醇．
③实验室保存新制CuCl晶体的方法是避光、密封保存．
④欲提纯某混有铜粉的CuCl晶体，请简述实验方案将固体溶于浓盐酸后过滤，去滤液加入大量的水稀释，过滤、洗涤、干燥得到CuCl．
（2）某同学利用如图2所示装置，测定高炉煤气中CO、CO2、N2和O2的百分组成．
已知：i．CuCl的盐酸溶液能吸收CO形成Cu（CO）Cl•H2O．
ii．保险粉（Na2S2O4）和KOH的混合溶液能吸收氧气．
①D、F洗气瓶中宜盛放的试剂分别是氢氧化钡溶液、CuCl的盐酸溶液．
②写出保险粉和KOH的混合溶液吸收O2的离子方程式：2S2O42-+3O2+4OH-=4SO42-+2H2O．
7．碘化钠在医药中用作甲状腺肿瘤防治剂、祛痰剂和利尿剂，也用作食品添加剂、感光剂等． 工业上用NaOH溶液、水合肼制取碘化钠固体，其制备流程图如下：

已知：N2H4•H2O在100℃以上分解．
（1）已知，在合成过程的反应产物中含有NalO3，则在合成过程中消耗了3mol I2，所生成 NalO3的物质的量为1mol．
（2）写出还原过程中的离子方程式2IO3-+3N2H4•H2O═3N2+2I-+9H2O；在还原过程中，为了加快反应，可采取可提高反应温度，但温度不得超过100℃；请选择下列试剂检测所得碘化钠固体中是否含有NalO3杂质BD（选填字母）．
A．FeCl2溶液       B．冰醋酸
C．CKI溶液        D．淀粉溶液
（3）测定产品中NaI含量的实验步骤如下：
a．称取4.000g 样品、溶解，在250mL 容量瓶中定容；
b．量取25.00ml 待测液于锥形瓶中，然后加入足量的FeCl3溶液，充分反应后，再加入A溶液作指示剂；
c．用 0.1000mol•L-1 的Na2S2O3，溶液进行滴定至终点（发生反应的方程式为：
2Na2S2O3+I2═Na2S4O2+2NaI），重复测定2次，所得的相关数据如下表：
测定
序号		待测液体积/mL标准液滴定管起点读数/mL标准液滴定管终点读数/mL
125.000.0624.04
225.000.0224.02
325.000.1224.14
①操作b中，加入足量的FeCl3溶液时所发生的离子方程式为2Fe3++2I-═2Fe2++I2．
②加入A物质为淀粉试液（填名称）；滴定终点观察到的现象为溶液由浅蓝色褪色，且半分钟内不变色．
③计算该样品中NaI的含量为90%．
（只写出有具体数值的表达式即可）
（4）碘化钠固体的保存方法是密封保存．
14．某矿石含碳酸镁和石英，制备高纯硅和硅胶的工艺流程如图：

（1）“硅胶”常用作干燥剂，也可以用作催化剂的载体． A 的结构式为O=C=O．
（2）制备粗硅的方程式为SiO2+2C $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑．
（3）操作I为过滤，操作Ⅱ为蒸发结晶或蒸发浓缩、冷却结晶，操作Ⅲ所用仪器有铁架台（带铁圈）、酒精灯、蒸发皿、玻璃棒等．
（4）操作Ⅲ，需要在氯化氢气流中加热脱水的原因是防止镁离子水解．
（5）溶液G用E酸化的方程式为Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓．
（6）电解饱和的K溶液的离子方程式为2Cl-+2H2O $\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2OH-+H2↑+Cl2↑，阳极电极方程式为2Cl--2e-=Cl2↑．
11．关于如图所示转化关系（X代表卤素），说法正确的是（　　）
A．H2（g）+X2（g）═2H（g）+2X（g）△H2＞0
B．生成HX的反应热与途径有关，所以△H1≠△H2+△H3
C．若X分别表示Cl，Br，I，则过程Ⅱ吸收的热量依次增多
D．△H1代表H2的燃烧热
12．将铝条投到某溶液中产生氢气，则此溶液中一定能够大量共存的离子组是（　　）
A．Ba2+、Cl-、NO3-、K+B．HCO3-、K+、SO42-、Cl-
C．Fe2+、Cl-、Na+、NO3-D．Na+、Cl-、K+、SO42-、

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