题目内容

4．某化学兴趣小组对实验室乙醇催化氧化实验装置进行了改进，如图：试管A内为高锰酸钾固体，试管B内为无水乙醇，硬质试管C内为绕成螺旋状的细钢丝，干燥管D内为无水硫酸铜粉末．（图中加热仪器、夹持装置等都已略去）
请问答下列问题：
（1）在上述装置中，实验时需耍加热的仪器或部位有ABC（填该仪器或部位对应的字母）．
（2）为使B中乙醇平缓气化成蒸汽，常使用的方法是采用水浴加热，C处反应的化学方程式为2CH3CH2OH+O2$→_{△}^{Cu}$2CH3CHO+2H2O．
（3）该反应为放热反应，反应一段时间后，撤走C处的酒精灯，C处的现象是红变黑变红，D处左端可观察到白色粉末无水硫酸铜变蓝色．（4）已知乙醛沸点为20.8℃，易挥发，则在E中应盛放冰水混合物，以便在F中收集到液体的乙醛．
（5）整套装置中有一处错误，存在安全隐患，请指出并提出改进方案．
错误之处：E中的试管带有单孔试管塞．
改进方案：改为双孔试管塞，并放置小导管．

分析 （1）依据实验流程和反应原理分析A是加热制氧气；B需要得到乙醇蒸气需要加热；乙醇的催化氧化需要加热；
（2）水浴加热可以使B中乙醇平缓气化成蒸汽，在C处乙醇催化氧化为乙醛和水；
（3）乙醇催化氧化为乙醛和水，金属铜红变黑变红，白色粉末无水硫酸铜遇水变蓝色；
（4）乙醛沸点为20.8℃，所以降低温度可以让乙醛以液体存在；
（5）E中的试管无法获得乙醛，应该加一个小短导管，保证气压畅通．

解答 解：（1）装置中反应流程是需要制备氧气和乙醇蒸气在加热时反应生成乙醛，所以需要加热的装置有：A是加热制氧气，B需要得到乙醇蒸气需要加热；C处乙醇的催化氧化需要加热；故选ABC；
（2）水浴加热可以使B中乙醇平缓气化成蒸汽，在C处乙醇催化氧化为乙醛和水，即2CH3CH2OH+O2$→_{△}^{Cu}$2CH3CHO+2H2O，故答案为：采用水浴加热；2CH3CH2OH+O2$→_{△}^{Cu}$2CH3CHO+2H2O；
（3）乙醇催化氧化为乙醛和水，金属铜先是被氧化为氧化铜，然后氧化铜被还原为金属铜，金属铜是催化剂，即金属铜的颜色变化：红变黑变红，C处的现象是红变黑变红
，乙醇催化氧化为乙醛和水，D处左端可观察到白色粉末无水硫酸铜遇水变蓝色；故答案为：红变黑变红；白色粉末无水硫酸铜变蓝色；
（4）乙醛沸点为20.8℃，所以降低温度可以让乙醛以液体存在，盛放的是冰水混合物；
（5）E中的试管带有单孔试管塞，气压不畅通，无法获得乙醛，应该加一个小短导管，保证气压畅通．
故答案为：E中的试管带有单孔试管塞；改为双孔试管塞，并放置小导管．

点评 本题考查了物质性质的实验验证和实验方案设计方法，实验现象判断，反应原理的应用，掌握物质性质和实验基本操作是解题关键，题目难度中等．

练习册系列答案
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14．化学在生产和日常生活中有着重要的应用，下列说法不正确的是（　　）
A．钠的金属活动性排在铜前面，所以金属钠可以置换出硫酸铜溶液中的铜
B．铁制容器盛放和运输浓硫酸
C．明矾溶于水形成的Al（OH）3胶体能吸附水中悬浮物．可用于水的净化
D．日用铝制品表面覆盖着氧化膜，对内部金属起保护作用
15．电离平衡常数（用Ka表示）的大小可以判断电解质的相对强弱．25℃时，有关物质的电离平衡常数如下表所示：
化学式HFH2CO3HClO
电离平衡常数（Ka）　7.2×10-4K1=4.4×10-7
K2=4.7×10-11		　3.0×10-8
（1）已知25℃时，①HF（aq）+OH-（aq）═F-（aq）+H2O（l）△H=-67.7 kJ/mol，
②H+（aq）+OH-（aq）═H2O（l）△H=-57.3 kJ/mol，
氢氟酸的电离方程式及热效应可表示为HF（aq）?H+（aq）+F-（aq）△H=-10.4kJ•mol-1．
（2）将浓度为0.1 mol/L HF溶液加水稀释一倍（假设温度不变），下列各量增大的是CD．
A．c（H+）　　　　　　　　　　　　　　　B．c（H+）•c（OH-）
C．$\frac{c（{H}^{+}）}{c（{H}^{-}）}$　　　　　　　　　　　　　　　D．$\frac{c（O{H}^{-}）}{c（{H}^{+}）}$
（3）在20 mL 0.1 mol/L氢氟酸中加入V mL 0.1 mol/L NaOH溶液，测得混合溶液的pH变化曲线如图所示，下列说法正确的是BC．
A．pH=3的HF溶液和pH=11的NaF溶液中，由水电离出的c（H+）相等
B．①点时pH=6，此时溶液中，c（F-）-c（Na+）=9.9×10-7mol/L
C．②点时，溶液中的c（F-）=c（Na+）
D．③点时V=20 mL，此时溶液中c（F-）＜c（Na+）=0.1 mol/L
（4）物质的量浓度均为0.1 mol/L的下列四种溶液：①Na2CO3溶液　②NaHCO3溶液　③NaF溶液④NaClO溶液．依据数据判断pH由大到小的顺序是①＞④＞②＞③．
（5）Na2CO3溶液显碱性是因为CO${\;}_{3}^{2-}$水解的缘故，请设计简单的实验事实证明之在碳酸钠溶液中滴入酚酞溶液变红，再加入BaCl2溶液后产生沉淀且红色褪去或变浅．
（6）长期以来，一直认为氟的含氧酸不存在．1971年美国科学家用氟气通过细冰末时获得HFO，其结构式为H-O-F．HFO与水反应得到HF和化合物A，每生成1 mol HF转移1mol电子．
12．硼和氮元素在化学中有很重要的地位，回答下列问题：
（1）基态硼原子核外电子有5种不同的运动状态，基态氮原子的价层电子排布图为．预计于2017年发射的“嫦娥五号”探测器采用的长征5号运载火箭燃料为偏二甲肼[（CH3）2NNH2]．（CH3）2NNH2中N原子的杂化方式为sp3．
（2）化合物H3BNH3是一种潜在的储氢材料，可利用化合物B3N3H6通过如下反应制得：3CH4+2B3N3H6+6H2O═3CO2+6H3BNH3
①H3BNH3分子中是否存在配位键是（填“是”或“否”），B、C、N、O的第一电离能由小到大的顺序为N＞O＞C＞B．
②与B3N3H6互为等电子体的分子是C6H6；（填一个即可），B3N3H6为非极性分子，根据等电子原理写出B3N3H6的结构式．
（3）“嫦娥五号”探测器采用太阳能电池板提供能量，在太阳能电池板材料中除单晶硅外，还有铜，铟，镓，硒等化学物质，回答下列问题：
①SeO3分子的立体构型为平面三角形．
②金属铜投入氨水或H2O2溶液中均无明显现象，但投入氨水与H2O2的混合溶液中，则铜片溶解，溶液呈深蓝色，写出该反应的离子反应方程式为Cu+H2O2+4NH3•H2O=Cu（NH3）42++2OH-+4H2O．
③某种铜合金的晶胞结构如图所示，该晶胞中距离最近的铜原子和氮原子间的距离为$\frac{\sqrt{2}}{2}$apm，则该晶体的密度为$\frac{206}{{N}_{A}×2\sqrt{2}×{a}^{3}}$×1030g•cm-3（用含a的代数式表示，设NA为阿伏伽德罗常数的值）．
19．向一定量的FeBr2溶液中通人①少量C12，②过量Cl2，③等量Cl2，分别写出反应的离子方程式：
①2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-．
②2Fe2++4Br-+3Cl2→2Fe3++2Br2+6Cl-．
③2Fe2++2Br-+2Cl2═2Fe3++Br2+2Cl-．
9．下列化学反应不能设计成实用电池是（　　）
A．Cu+4HNO3═Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2OB．2NaOH+CuSO4═Na2SO4+Cu（OH）2↓
C．2CO+O2═2CO2D．2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑
4．某酸性废液中含有Fe2+、Cu2+、Ba2+三种金属离子，有同学设计了如图方案对废液进行处理（所加试剂均稍过量），以回收金属，保护环境．

请回答：
（1）沉淀a中含有的单质是Fe、Cu．
（2）沉淀c的化学式是BaCO3．
（3）溶液A与H2O2溶液在酸性条件下反应的离子方程式是2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O．
1．（1）常温下，用0.1000mol•L-1NaOH溶液滴定20.00mL0.100 0mol•L-1CH3COOH溶液所得滴定曲线如图1．已知起始①点溶液的pH为3，③点溶液的pH为7，则Ka（CH3COOH）=10-5．

（2）在用Na2SO3溶液吸收SO2的过程中，pH随n（SO32-）：n（HSO3-）变化关系如下表：
n（SO32-）：n（HSO3-）1：91：11：91
pH8.27.26.2
0.01mol•L-1Na2SO3溶液中通人SO2至溶液呈中性时，溶液中的所有离子的浓度由大到小的顺序是c（Na+）＞c（HSO3-）＞c（SO32-）＞c（H+）=c（OH-）．
（3）向0.1mol•L-1的NaHSO3中通人氨气至溶液呈中性时，溶液中的c（H+）、c（OH-）、c（SO32-）、c（Na+）、c（NH4+）这五种离子浓度大小关系是c（Na+）＞c（SO32-）＞c（NH4+）＞c（H+）=c（OH-）．
（4）已知Ca3（PO4）2、CaHPO4均难溶于水，而Ca（H2PO4）2易溶，在含0.1molCa（OH）2的澄清石灰水中逐滴加人1mol•L-1的H3PO4：请在图2中作出生成沉淀的物质的量随H3PO4滴人体积从0开始至200mL的图象．
2．用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述中正确的是（　　）
A．一定条件下，将1 mol N2和3 mol H2混合，充分反应后转移的电子数为6 NA
B．1.5 mol NO2与足量水反应，转移的电子数为1.5 NA
C．6.4 g由S2、S4、S8组成的混合物含硫原子数为0.2 NA
D．常温常压下，11.2 L Cl2含氯原子数为NA

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