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非选择题标准练(二)满分43分,实战模拟,20分钟拿到高考主观题高分!可能用到的相对原子质量:H-1C-12N-14O-16Na-23Mg-24Al-27S-32Cl-35.5Fe-56Cu-641.(14分)丙烯酸甲酯是一种重要的工业原料,某实验小组制取丙烯酸甲酯的装置如图所示,CH2CHCOOH+HOCH3CH2CHCOOCH3+H2O取10.0 g丙烯酸和6.0 g甲醇放置于三颈烧瓶中,连接好冷凝管,用搅拌棒搅拌,水浴加热。充分反应后,冷却,向混合液中加入5% Na2CO3溶液洗至中性。分液,取上层油状液体,再用无水Na2SO4干燥后蒸馏,收集7090馏分。可能用到的信息:物质沸点溶解性挥发性或毒性丙烯酸141与水互溶,易溶于有机溶剂有毒甲醇65与水互溶,易溶于有机溶剂易挥发,有毒丙烯酸甲酯80.5难溶于水,易溶于有机溶剂易挥发回答下列问题:(1)仪器c的名称是_。(2)混合液用5% Na2CO3溶液洗涤的目的是_。(3)配制100 g 5% Na2CO3溶液所使用的玻璃仪器有_。(4)关于产品的蒸馏操作(夹持装置未画出),下图中有2处错误,请分别写出_、_。为检验产率,设计如下实验:将油状物质提纯后平均分成5份,取出1份置于锥形瓶中,加入2.5 molL-1的KOH溶液10.00 mL,加热使之完全水解。用酚酞作指示剂,向冷却后的溶液中滴加0.5 molL-1的盐酸,滴到终点时共消耗盐酸20.00 mL。(5)计算本次酯化反应丙烯酸的转化率_。(6)请列举2条本实验中需要采取的安全防护措施:_。【解析】(1)仪器c为分液漏斗。(2)混合液中有丙烯酸、甲醇和丙烯酸甲酯,由于丙烯酸能够与Na2CO3溶液反应,甲醇能够溶于Na2CO3溶液,且Na2CO3溶液能够降低丙烯酸甲酯的溶解度,因此混合溶液用5% Na2CO3溶液洗涤。(3)配制100g 5% Na2CO3溶液所使用的玻璃仪器为烧杯、玻璃棒和量筒。(4)产品蒸馏时,温度计测量的是蒸气的温度,因此温度计的水银球应该放在蒸馏烧瓶的支管口处;牛角管与锥形瓶的接口处不能密封,否则会发生危险。(5)中和过量的KOH溶液需要的盐酸为n(HCl)=0.5 molL-10.02 L=0.01 mol,则用于丙烯酸甲酯水解的n(KOH)=2.5 molL-10.01 L-0.01 mol=0.015 mol,因此消耗原料丙烯酸的质量为m=0.015 mol72 gmol-1=1.08 g,用于实验的样品是原样品的,因此丙烯酸的转化率为100%=54.0%。(6)丙烯酸与甲醇为易燃物,因此要防止明火;甲醇易挥发,且对人体有毒,因此需要在通风橱中进行。答案:(1)分液漏斗(2)除去混合液中的丙烯酸和甲醇(降低丙烯酸甲酯的溶解度)(3)烧杯、玻璃棒、量筒(4)温度计水银球位置;牛角管与锥形瓶接口密封(5)54.0%(6)在通风橱中实验;防止明火【方法规律】化学实验方案设计“两”顺序1.思考问题的顺序。(1)围绕主要问题思考。例如,选择适当的实验路线、方法;所用的药品、仪器简单易得;实验过程快速安全;实验现象明显。(2)思考物质制备、净化、吸收和存放的有关问题。例如,制取在空气中易水解、潮解的物质,往往在装置末端再加一个干燥装置,以防止空气中的水蒸气进入。(3)思考实验的种类以及如何合理选择组装仪器,并将实验与自己已学实验比较。例如,涉及气体的制取或者处理,对这类实验的操作程序及装置的连接顺序大体可概括为:发生装置除杂质干燥主体实验尾气处理。2.操作顺序。(1)仪器安装顺序:一般遵循自下而上,从左到右的原则,气体净化装置中不应干燥后又经过水溶液洗气。(2)接口的连接顺序:洗气时“长进短出”;量气时“短进长出”;干燥管除杂质时“大进小出”等。(3)实验顺序:装置选择与连接气密性检验装固体药品装液体药品开始实验(按程序)。2.(15分)NH3是一种重要的化工原料,可用来制备肼、硝酸、硝酸铵和氯胺等。(1)N2和H2以物质的量之比为13在不同温度和压强下发生反应:N2+3H22NH3,测得平衡体系中NH3的物质的量分数如图1。下列途径可提高氨气产率的是_(填字母序号)。a.采用常温条件b.采用适当的催化剂c.将原料气加压d.将氨液化,不断移去液氨如图1中所示的平衡体系中NH3的物质的量分数为0.519和0.478时,该反应的平衡常数分别为K1、K2,则K1_(填“”“”或“=”)K2。(2)肼(N2H4)是一种火箭燃料。已知:N2(g)+2O2(g)2NO2(g)H=+67.7 kJmol-1N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)H=-534.0 kJmol-1NO2(g)N2O4(g)H=-28.0 kJmol-1反应2N2H4(g)+N2O4(g)3N2(g)+4H2O(g)的H=_kJmol-1。氨气与次氯酸钠溶液反应生成肼的离子方程式为_。(3)电解硝酸工业的尾气NO可制备NH4NO3,其工作原理如图2。阴极的电极反应式为_。将电解生成的HNO3全部转化为NH4NO3,则通入的NH3与实际参加反应的NO的物质的量之比至少为_。(4)饮用水消毒时,氯胺(NH2Cl等)在酸性条件下具有良好的效果,其原因是_。【解析】(1)采用常温条件,化学反应速率慢,故a错误;采用适当的催化剂,加快合成氨的速率但反应平衡不移动,故b错误;将原料气加压,加快了合成氨的速率,平衡正向移动,故c正确;将氨液化,不断移去液氨,平衡正向移动,故d正确;图1中所示的平衡体系中NH3的物质的量分数为0.519和0.478时的温度都是400,温度相同,化学平衡常数相等。(2)已知a.N2(g)+2O2(g)2NO2(g)H=+67.7 kJmol-1,b.N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)H=-534.0 kJmol-1,c.NO2(g)N2O4(g)H=-28.0 kJmol-1,由盖斯定律b2-a-c2得到2N2H4(g)+N2O4(g)3N2(g)+4H2O(g)H=-1 079.7 kJmol-1;氨气与次氯酸钠溶液反应生成肼、氯化钠、水,化学方程式为2NH3+NaClONaCl+N2H4+H2O,离子方程式为2NH3+ClO-Cl-+N2H4+H2O。(3)工业上电解NO制备NH4NO3,由装置图可知阳极发生氧化反应,NO被氧化生成N,阴极发生还原反应,NO被还原生成N,阳极反应为NO-3e-+2H2ON+4H+,阴极反应为NO+5e-+6H+N+H2O;总反应方程式为8NO+7H2O3NH4NO3+2HNO3,生成的硝酸和反应的NO的物质的量之比等于28=14,通入的NH3的物质的量至少应与生成的硝酸的物质的量相等,因此通入的NH3与实际参加反应的NO的物质的量之比至少为14。(4)氯胺与水反应存在平衡:NH2Cl+H2ONH3+HClO,酸性条件下,减小了NH3的浓度,平衡右移使次氯酸浓度变大。答案:(1)cd=(2)-1 079.72NH3+ClO-Cl-+N2H4+H2O(3)NO+5e-+6H+N+H2O14(4)氯胺与水反应存在平衡:NH2Cl+H2ONH3+HClO,酸性条件下平衡右移使次氯酸浓度变大3.(14分)工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3,含有Fe2O3、SiO2等杂质)制取无水氯化铝的一种工艺流程示意如下:已知:物质SiCl4AlCl3FeCl3FeCl2NaCl沸点/57.6180(升华)300(升华)1 023801回答下列问题:(1)高温反应前,常在一定温度下焙烧铝土矿,使固体中水分挥发、气孔数目增多,其作用是_(只要求写出一种)。(2)高温反应后,铝土矿中的氧化物均转变为相应的氯化物,由Al2O3、C和Cl2反应生成AlCl3的化学方程式为_。(3)气体的主要成分除了Cl2外,还含有_。气体常用过量冷的NaOH溶液吸收,吸收液中含有的阴离子主要有_。(4)工业上为了降低生产成本,生产过程中需要控制加入铝粉的量,“废渣”的主要成分是_。(5)AlCl3和NaCl的熔融盐常用于镀铝电解池,电镀时AlC和Al2C两种离子在电极上相互转化,其他离子不参与电极反应,电镀时阴极的电极反应式为_。【解析】(1)将铝土矿粉在一定温度下焙烧,因后续步骤反应生成氯化铝等强酸弱碱盐(易水解),固体中的水分在焙烧的过程中挥发,防止后续步骤生成的盐水解;气孔数目增多可以增大反应物的接触面积,加快反应速率。(2)根据题意高温反应后,Al2O3、C和Cl2转化成AlCl3和CO,化学方程式为Al2O3+3C+3Cl22AlCl3+3CO。(3)根据上面的分析可知,气体的主要成分除了Cl2外,还含有CO2、O2、SiCl4,气体常用过量冷的NaOH溶液吸收,二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸根离子,氯气与氢氧化钠反应生成氯离子和次氯酸根离子,四氯化硅水解生成硅酸根离子,所以吸收液中含有的阴离子主要有C、Cl-、ClO-、Si、OH-。(4)工业上为了降低生产成本,生产过程中需要控制加入铝粉的量,可以将氯化铝的粗品中的氯化铁还原成氯化亚铁,这样可以通过升华分离出AlCl3,所以废渣为NaCl、FeCl2。(5)AlCl3和NaCl的熔融盐常用于镀铝电解池,电镀时AlC和Al2C两种离子在电极上相互转化,其他离子不参与电极反应,则电镀时阴极上发生还原反应,电极反应式为4Al2C+3e-7AlC+Al。答案:(1)防止后续步骤生成的AlCl3水解或增大反应物的接触面积,加快反应速率(2)Al2O3+3C+3Cl22AlCl3+3CO(3)CO2、O2、SiCl4C、Cl-、ClO-、Si、OH-(4)NaCl、FeCl2(5)4Al2C+3e-7AlC+Al
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