题目内容

14．葡萄糖酸钙是一种可促进骨骼生长的营养物质．葡萄糖酸钙可通过以下反应制得：
CH2OH（CHOH）4CHO+Br2+H2O→C6H12O7（葡萄糖酸）+2HBr
2C6H12O7（葡萄糖酸）+CaCO3→Ca（C6H11O7）2（葡萄糖酸钙）+H2O+CO2↑
相关物质的溶解性见下表：
物质名称葡萄糖酸钙葡萄糖酸溴化钙氯化钙
水中的溶解性可溶于冷水易溶于热水可溶易溶易溶
乙醇中的溶解性微溶微溶可溶可溶
实验流程如下：
葡萄糖溶液滴加3%溴水/55℃：①过量CaCO3/70℃②趁热过滤  ③乙醇  ④悬浊液
抽滤⑤洗涤⑥干燥⑦Ca（C6H11O7）2

葡萄糖溶液$→_{①}^{滴加3%溴水/55℃}$ $\underset{\stackrel{过量CaC{O}_{3}/70℃}{→}}{②}$ $→_{③}^{趁热过滤}$ $→_{④}^{乙醇}$ 悬浊液$→_{⑤}^{抽滤}$ $→_{⑥}^{洗涤}$$→_{⑦}^{干燥}$Ca（C6H11O7）2
请回答下列问题：
（1）第 ①步中溴水氧化葡萄糖时，下列装置最合适的是B（填序号）．

（2）第 ②步充分反应后CaCO3固体需有剩余，其目的是提高葡萄糖酸的转化率，且过量的碳酸钙易除去．
（3）本实验中不宜用CaCl2替代CaCO3，理由是氯化钙难以与葡萄糖酸直接反应制得葡萄糖酸钙．
（4）第 ③步需趁热过滤，其原因是葡萄糖酸钙冷却后会结晶析出，如不趁热过滤或损失产品．
（5）葡萄糖溶液与新制Cu（OH）2悬浊液反应的化学方程式为CH2OH（CHOH）4CHO+2Cu（OH）2+NaOH$\stackrel{△}{→}$CH2OH（CHOH）4COONa+Cu2O↓+3H2O．

分析 葡萄糖溶液中加入3%溴水、温度控制在55℃，温度小于100℃，应该用水浴加热，且温度计测量水浴温度；
发生的反应为CH2OH（CHOH）4CHO+Br2+H2O→C6H12O7（葡萄糖酸）+2HBr，该反应中生成HBr，为防止污染大气，应该用碱液处理HBr；然后向溶液中加入过量CaCO3、温度控制在70℃，发生反应2C6H12O7（葡萄糖酸）+CaCO3→Ca（C6H11O7）2（葡萄糖酸钙）+H2O+CO2↑，葡萄糖酸钙可溶于冷水易溶于热水，所以趁热过滤，将未溶解的碳酸钙除去，然后向滤液中加入乙醇，葡萄糖酸钙微溶于乙醇，所以得到葡萄糖酸钙悬浊液，然后抽滤得到固体，然后洗涤、干燥固体最后得到Ca（C6H11O7）2固体；
（1）第 ①步中溴水氧化葡萄糖时，该温度小于100℃，应该用水浴加热；
（2）第 ②步充分反应后CaCO3固体需有剩余，过量的碳酸钙能提高葡萄糖酸的转化率；
（3）本实验中不宜用CaCl2替代CaCO3，氯化钙和葡萄糖酸不反应；
（4）第③步需趁热过滤，因为葡萄糖酸钙易溶于热水；
（5）葡萄糖溶液与新制Cu（OH）2悬浊液发生氧化反应生成葡萄糖酸钠、氧化亚铜和水．

解答 解：葡萄糖溶液中加入3%溴水、温度控制在55℃，温度小于100℃，应该用水浴加热，且温度计测量水浴温度；
发生的反应为CH2OH（CHOH）4CHO+Br2+H2O→C6H12O7（葡萄糖酸）+2HBr，该反应中生成HBr，为防止污染大气，应该用碱液处理HBr；然后向溶液中加入过量CaCO3、温度控制在70℃，发生反应2C6H12O7（葡萄糖酸）+CaCO3→Ca（C6H11O7）2（葡萄糖酸钙）+H2O+CO2↑，葡萄糖酸钙可溶于冷水易溶于热水，所以趁热过滤，将未溶解的碳酸钙除去，然后向滤液中加入乙醇，葡萄糖酸钙微溶于乙醇，所以得到葡萄糖酸钙悬浊液，然后抽滤得到固体，然后洗涤、干燥固体最后得到Ca（C6H11O7）2固体；
（1）第 ①步中溴水氧化葡萄糖时，该温度小于100℃，应该用水浴加热，只有B是水浴加热，故选B；
（2）第②步充分反应后CaCO3固体需有剩余，过量的碳酸钙能提高葡萄糖酸的转化率，且碳酸钙不易溶于水，所以碳酸钙易除去，故答案为：提高葡萄糖酸的转化率，且过量的碳酸钙易除去；
（3）盐酸酸性大于葡萄糖酸，所以氯化钙和葡萄糖酸不反应，则本实验中不宜用CaCl2替代CaCO3，
故答案为：氯化钙难以与葡萄糖酸直接反应制得葡萄糖酸钙；
（4）第③步需趁热过滤，因为葡萄糖酸钙易溶于热水，可溶于水，所以要趁热过滤，
故答案为：葡萄糖酸钙冷却后会结晶析出，如不趁热过滤或损失产品；
（5）葡萄糖溶液与新制Cu（OH）2悬浊液发生氧化反应生成葡萄糖酸钠、氧化亚铜和水，
反应方程式为CH2OH（CHOH）4CHO+2Cu（OH）2+NaOH$\stackrel{△}{→}$CH2OH（CHOH）4COONa+Cu2O↓+3H2O，故答案为：CH2OH（CHOH）4CHO+2Cu（OH）2+NaOH$\stackrel{△}{→}$CH2OH（CHOH）4COONa+Cu2O↓+3H2O．

点评 本题考查物质制备方案设计，为高频考点，综合性较强，涉及实验操作、物质性质等知识点，明确实验原理及基本操作方法是解本题关键，注意结合表格中物质性质分析解答，题目难度不大．

练习册系列答案
相关题目
18．下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是（　　）
A．滴加酚酞呈红色的溶液：I-，ClO-，NO3-，Na+
B．含有Fe3+的溶液：K+，Mg2+，SCN-，HSO3-
C．$\frac{Kw}{c（{H}^{+}）}$=0.1mol•L-1的溶液：Na+，K+，SiO32-，Br-
D．加Al能生成H2的溶液：Na+，K+，CO32-，Cl-
19．下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是（　　）
A．pH=1的溶液中：Mg2+，CO${\;}_{3}^{2-}$，SO${\;}_{4}^{2-}$，Na+
B．c（Fe3+）=0.1mol•L-1的溶液中：K+，SO${\;}_{4}^{2-}$，OH-
C．使石蕊试液变蓝色的溶液中：Mg2+，Cl-，K+
D．使酚酞变红的溶液中：Na+，Cl-，SO${\;}_{4}^{2-}$
2．苯甲酸甲酯是一种重要的工业原料，某化学小组采用如图装置，以苯甲酸、甲醇为原料制取苯甲酸甲酯．有关物质的物理性质见下表所示：
苯甲酸甲醇苯甲酸甲酯
熔点/℃122.4-97-12.3
沸点/℃24964.3199.6
密度/g．cm-31.26590.7921.0888
水溶性微溶互溶不溶
Ⅰ．合成苯甲酸甲酯粗产品
在圆底烧瓶中加入0.1mol苯甲酸和0.4mol甲醇，再小心加入3mL浓硫酸，混匀后，投入几粒沸石，小心加热使反应完全，得苯甲酸甲酯粗产品．
（1）甲装置的作用是：冷凝回流；冷却水从b（填“a”或“b”）口进入．
（2）化学小组在实验中用过量的反应物甲醇，其理由是该合成反应是可逆反应，甲醇比苯甲酸价廉，且甲醇沸点低，易损失，增加甲醇投料量提高产率或苯甲酸的转化率．
Ⅱ．粗产品的精制
苯甲酸甲酯粗产品中往往含有少量甲醇、硫酸、苯甲酸和水等，现拟用下列流程进行精制

（1）试剂1可以是B（填编号），作用是洗去苯甲酸甲酯中过量的酸．
A．稀硫酸           B．碳酸钠溶液      C．乙醇
（2）操作2中，收集产品时，控制的温度应在199.6℃左右．
（3）实验制得的苯甲酸甲酯精品质量为10g，则苯甲酸的转化率为73.5%（结果保留三位有效数字）．
（4）本实验制得的苯甲酸甲酯的产量低于理论产量，可能的原因是C（填编号）．
A．蒸馏时从100℃开始收集产品     B．甲醇用量多了     C．制备粗品时苯甲酸被蒸出．
9．磷酸铁（FePO4•2H2O，难溶于水的米白色固体）可用于生成药物、食品添加剂和锂离子电池的正极材料，实验室可通过下列实验制备磷酸铁．
（1）称取一定量已除去油污的废铁屑，加入稍过量的稀硫酸，加热、搅拌，反应一段时间后过滤，反应加热的目的是加快Fe和稀硫酸的反应速率．
（2）向滤液中加入一定量H2O2氧化Fe2+．为确定加入H2O2的量，需先用KMnO4标准溶液滴定滤液中的Fe2+：
①写出H2O2氧化Fe2+的离子方程式：H2O2+2Fe2++2H+=2H2O+2Fe3+
②在向酸式（填酸式或碱式）滴定管注入KMnO4标准溶液前，滴定管需要检漏、水洗和润洗．
③若滴定v mL滤液中的Fe2+，消耗a mol•L-1 KMnO4标准溶液b mL，
则滤液中c（Fe2+）=$\frac{5ab}{V}$ mol•L-1
④为使滤液中的Fe2+完全被H2O2氧化，下列实验条件控制正确的是AB（填序号）．
A、加入适当过量的H2O2溶液      
B、缓慢滴加H2O2溶液并搅拌
C、加热，使反应在较高温度下进行   
D、用氨水调节pH=7．
19．CO2和CH4是两种重要的温室气体，通过CH4和CO2反应可以制造更高价值化学品，例如：
CO2（g）+CH4（g）?2CO（g）+2H2（g）△H=+183.4kJ•mol-1
（1）已知该反应在一定条件下能自发进行，则下列说法正确的是②（填代号）
①该反应△S＞0，反应条件为低温；
②该反应△S＞0，反应条件为高温；
③该反应△S＜0，反应条件为低温；
④该反应△S＜0，反应条件为高温
（2）如图1表示该反应在某一时间段中反应速率与反应过程的关系图（t2、t4、t5时刻改变的条件都只有一个，且各不相同）．各阶段平衡时对应的平衡常数如表所示：
t1～t2t3～t4t4～t5t6～t7
K1K2K3K4
请判断K1、K2、K3、K4之间的关系为K1=K2=K3＞K4．（用“＞”、“＜”或“=”连接）．
（3）若该反应在某恒温恒容容器中进行，加入一定量的CO2，在图2中画出随起始CH4物质的量增加，平衡时H2百分含量的变化曲线．

（4）某温度下，向1L恒容密闭容器中通入1mol CO2、1mol CH4，发生如下反应：CO2（g）+CH4（g）?2CO（g）+2H2（g）．3分钟后达平衡，测得CH4体积分数为25%，CO2转化率为α．
①3分钟内用氢气表示的化学反应速率为V（H2）=0.22mol•L-1•min-1，CO2转化率为α=0.33（结果均保留两位有效数字）．
②其他条件不变，改为加入3mol CO2、3mol CH4，平衡时CO2的转化率会小于α．（填“大于”、“小于”、“等于”或“无法判断”）
③其他条件不变，如果起始时各物质的浓度如表
物质CO2CH4COH2
浓度（mol•L-1）1111
则从投料开始至达到平衡状态的反应过程中会放出（填“吸收”或“放出”）热量．
6．CO2作为未来碳源，既可弥补因石油、天然气等大量消耗引起的“碳源危机”，又可有效地解决温室效应．目前，人们利用光能和催化剂，可将CO2和H2O（g）转化为CH4和O2．某研究小组选用不同的催化剂（a，b，c），获得的实验结果如图1所示，

请回答下列问题：
（1）反应开始后的12小时内，在b（填a、b、c）的作用下，收集CH4的最多．
（2）将所得CH4与H2O（g）通入聚焦太阳能反应器，发生反应CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）△H=+206kJ•mol-1．将等物质的量的CH4和H2O（g）充入2L恒容密闭容器，某温度下反应5min后达到平衡，此时测得CO的物质的量为0.10mol，则5min内H2的平均反应速率为0.03mol/（L•min）．平衡后可以采取下列AB的措施能使n（CO）：n（CH4）增大．
A．加热升高温度
B．恒温恒压下充入氦气
C．恒温下缩小容器体积
D．恒温恒容下再充入等物质的量的CH4和H2O
（3）工业上可以利用CO为原料制取CH3OH．
已知：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.5kJ•mol-1
CO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g）△H=+41.3kJ•mol-1
①试写出由CO和H2制取甲醇的热化学方程式CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H=-90.8kJ•mol-1．
②该反应的△S＜0（填“＞”或“＜”或“=”），在低温情况下有利于该反应自发进行．
（4）某科研人员为研究H2和CO合成CH3OH的最佳起始组成比n（H2）：n（CO），在l L恒容密闭容器中通入H2与CO的混合气（CO的投入量均为1mol），分别在230℃、250℃和270℃进行实验，测得结果如图2，则230℃时的实验结果所对应的曲线是X（填字母）；理由是该反应是放热反应，温度越低转化率越高．列式计算270℃时该反应的平衡常数K：1．
3．已知：
弱酸化学式H2SO3H2CO3
电离常数（25℃）Ka1=1.3×10-2
Ka2=6.3×10-8		Ka1=4.2×10-7
Ka2=5.6×10-11
现将标准状况下2.24L的CO2和2.24L的SO2分别通入两份150mL1mol/LNaOH溶液中，
关于两溶液的比较下列说法正确的是（　　）
A．c（HCO3-）＜c（CO32-）
B．两溶液都能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C．c（HCO3-）＞c（HSO3-）
D．c（CO32-）+c（HCO3-）=c（SO32-）+c（HSO3-）
4．相同质量的下列物质，含分子数目最多的是（　　）
A．H2B．CO2C．N2D．NH3

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