题目内容

4．某兴趣小组利用废旧聚乳酸材料制备乳酸铝，方案如图1：

己知：①反应原理：$→_{②HCl}^{①NaOH}$CH3CH（OH）COOH$\stackrel{Al}{→}$Al[CH3CH（OH）COO]3
乳酸常温下为易溶于水、乙醇等溶剂的液体；乳酸铝为白色或黄色粉末状固体，溶于水，不溶于乙醇等有机溶剂．
请回答：
（1）聚乳酸与NaOH加热回流合适的装置是图2甲中的甲，图2乙仪器a的名称冷凝管．
（2）其他条件不变调整乳酸溶液质量分数，以及其他条件不变调整乳酸和铝的物质的最之比，得出如下实验数据．根据实验1-3，最合适的?（乳酸）为0.20．根据实验4-6，n（乳酸）：n（铝）最合适的选择为3.025，不考虑实验原料价格，最可能的理由是：超过3.025后产率变化不大，而乳酸过量较多反而使得产物杂质较多．
编号时间/hn（乳酸）：n（铝）?（乳酸）产率（%）编号时间/hn（乳酸）：n（铝）?（乳酸）产率（%）
183.0250.1064.04102.9350.2078.4
283.0250.2072.05103.0250.2090.2
383.0250.3068.56103.5050.2091.3
（3）抽滤I需对反应容器进行洗涤，并将洗涤液也抽滤．抽虑Ⅱ需对粗产品进行洗涤．所用洗涤剂最合适的分别是C．
A．抽滤I洗涤剂用热水，抽虑Ⅱ洗涤剂用冷水；
B．抽滤I洗涤剂用滤液，抽虑Ⅱ洗涤剂用滤液；
C．抽滤I洗涤剂先用滤液再用无水乙醇，抽虑Ⅱ洗涤剂用无水乙醇；
D．抽滤I洗涤剂先用无水乙醇再用滤液，抽虑Ⅱ洗涤剂先用无水乙醇再用滤液．
（4）乳酸铝纯度测定方法如下：取ag乳酸铝（相对分子质量294）样品溶解，加入缓冲溶液调节pH值，加入bmLcmol•L-1的EDTA溶液．然后加入指示剂，用d mol•L-1的标准锌溶液滴定过量的EDTA溶液．Al3+和Zn2+与EDTA均1：1反应．实验消耗标准锌溶液 emL，则乳酸铝纯度为$\frac{29.4（bc-de）}{a}%$．

分析 废旧聚乳酸材料溶于乙醇与氢氧化钠反应，生成乳酸钠，再与盐酸反应生成乳酸，与铝粉在一定条件下饭生成乳酸铝，
（1）乙醇易挥发，选择甲，根据仪器构造可知；
（2）实验1-3，?（乳酸）为0.20时，产率最高，根据实验4-6，n（乳酸）：n（铝）过3.025后产率变化不大，而乳酸过量较多反而使得产物杂质较多；
（3）抽滤Ⅰ目的为提纯乳酸，抽滤Ⅱ目的为分离乳酸铝晶体与溶液，根据物质性质分析；
（4）Al3+和Zn2+与EDTA均1：1反应，过量的EDTA溶液为de×10-3mol，则乳酸铝反应的EDTA溶液为bc×10-3mol-de×10-3mol，由此计算．

解答 解：（1）乙醇易挥发，选择甲，有益于聚乳酸材料与氢氧化钠充分反应；根据仪器构造可知图2乙仪器a为冷凝管，
故答案为：甲；冷凝管；
（2）由表可知，实验1-3，?（乳酸）为0.20时，产率最高，根据实验4-6，n（乳酸）：n（铝）过3.025后产率变化不大，而乳酸过量较多反而使得产物杂质较多；
故答案为：0.20；超过3.025后产率变化不大，而乳酸过量较多反而使得产物杂质较多；
（3）已知：乳酸常温下为易溶于乙醇的液体、乳酸铝为溶于水，不溶于乙醇的固体，抽滤Ⅰ目的为提纯乳酸，抽滤Ⅱ目的为分离乳酸铝晶体与溶液，故抽滤I洗涤剂先用滤液再用无水乙醇，抽虑Ⅱ洗涤剂用无水乙醇；
故答案为：C；
（4）Al3+和Zn2+与EDTA均1：1反应，则过量的EDTA溶液为de×10-3mol，乳酸铝反应的EDTA溶液为bc×10-3mol-de×10-3mol，根据乳酸铝～EDTA，则乳酸铝为bc×10-3mol-de×10-3mol，则乳酸铝纯度为$\frac{（bc-de）×1{0}^{-3}×294}{a}×100%$=$\frac{29.4（bc-de）}{a}%$；
故答案为：$\frac{29.4（bc-de）}{a}%$．

点评 本题考查了物质的制备，涉及对工艺流程的理解、对条件的控制选择与理解、物质纯度计算等，理解工艺流程原理是解题的关键，是对学生综合能力的考查，需要学生具备扎实的基础与灵活运用能力，题目难度中等．

练习册系列答案
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14．用如图示装置制取少量乙酸乙酯．已知乙酸乙酯的沸点低于乙醇．请填空：
（1）试管a中需加入浓硫酸、冰醋酸和乙醇各2mL，正确的加入顺序及操作是先加入乙醇，然后边摇动试管边慢慢加入浓硫酸，最后再加入冰醋酸．
（2）为防止a中的液体在实验时发生暴沸，在加热前应采取的措施是在试管a中加入几粒沸石（或碎瓷片）．
（3）实验中试管a中的反应是：CH3COOH+C2H5OH$?_{△}^{浓硫酸}$CH3COOC2H5+H2O；反应类型是酯化反应．
（4）试管b中加有饱和Na2CO3溶液，其作用是吸收随乙酸乙酯蒸出的少量酸性物质和乙醇．
（5）试管b中导气管不伸入液面下的原因是防止发生倒吸．
15．某兴趣小组制取氯气并进行氯气的性质实验，其装置如图所示，请回答下列问题：

（1）仪器A的名称是分液漏斗．实验中制备氯气的反应方程式为MnO2+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O．
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（3）实验中观察到D溶液变蓝色，查资料得知淀粉碘化钾溶液是淀粉和碘化钾（KI）的混合溶液，写出D装置中发生反应的离子方程式Cl2+2I-=I2+2Cl-．
（4）F中氯气与铁粉反应制备无水三氯化铁，查资料知该化合物呈棕红色、易吸水潮解，100℃左右时升华．双通管F中玻璃纤维（不参与反应）的作用是防止氯化铁堵塞后面的导管；在F和H装置之间安装G装置的目的是防止H中的水蒸气进入F中，使五水三氯化铁潮解．
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12．反应2CO2+6H2?CH2═CH2+4H2O可用于合成烯烃．下列有关说法错误的是（　　）
A．增大压强可加快该反应速率
B．升高温度能加快该反应速率
C．增大H2的浓度能加快该反应速率
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19．下列关于有机物的说法正确的是（　　）
A．苯分子中无碳碳双键，苯不能发生加成反应
B．甲烷能与氯水发生取代反应
C．乙醇在一定条件下能被氧化成乙醛
D．乙烯和苯均能与溴水反应而使其褪色
9．某有机物的结构如图所示，这种有机物不可能具有的性质是（　　）
①可以与氢气发生加成反应；②能使酸性KMnO4溶液褪色；
③能跟NaOH溶液反应；        ④能发生酯化反应；
⑤能发生加聚反应；              ⑥能发生水解反应．
A．只有⑥B．①④C．⑤⑥D．④⑥
16．C-NaMO2电池是科学家正在研发的钠离子电池，据悉该电池可以将传统锂电池的续航能力提升7倍．该电池的电池反应式为：NaMO2+nC?Na（1-x）MO2+NaxCn，下列有关该电池的说法正确的是（　　）
A．电池放电时，溶液中钠离子向负极移动
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13．近年来流行喝苹果醋．苹果醋是一种由苹果发酵而成的具有解毒、降脂、减肥和止泻等明显药效的健康食品．苹果酸（α-羟基丁二酸）是这种饮料的主要酸性物质，苹果酸的结构如图所示，下列相关说法不正确的是（　　）
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D．苹果酸不能发生缩聚反应
4．某化学小组在实验室模拟高炉炼铁，其部分装置如图1：

请完成下列填空：
（1）利用甲酸与浓硫酸反应HCOOH$→_{△}^{浓硫酸}$CO↑+H2O制取CO，反应中浓硫酸的作用是催化剂、脱水剂和吸水剂．
（2）判断上述装置中CO与氧化铁发生反应的现象为红色粉末变为黑色，澄清石灰水变浑浊；该装置存在的缺陷是没有尾气处理装置，尾气中的CO能够污染空气．
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①样品和稀硫酸应分别置于甲、乙仪器中（填“甲”或“乙”），甲、乙试管中接口的连接方式为：A连接D，B连接E，C连接F（填各接口的编号）．
②量气管可以用化学实验室中一种常用仪器来改装，该仪器的名称是碱式滴定管．当气体不再产生且恢复至室温时，如丙图所示量气管读数20.70mL．若量气之前的其他操作均正确，根据该读数并将产生的气体体积换算为标准状况后，所计算样品中铁的质量分数将偏小（填“偏大”、“偏小”或“无影响”），原因是读数时量气管液面高于左侧液面，气体受到的压强增大，导致所测气体体积偏小（若无影响该空不必作答）．

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