高考化学 非选择题规范练 (5)

非选择题规范练 五

26．LiFePO 4可作为新型锂离子电池的正极材料。以钛铁矿(主要成分为FeTiO 3、Fe 2O 3及少量CuO 、SiO 2杂质)为主要原料生产TiOSO 4，同时得到的绿矾(FeSO 4·7H 2O)与磷酸和LiOH 反应可制备LiFePO 4, LiFePO 4的制备流程如下图所示：

请回答下列问题：

(1)酸溶时 FeTiO 3与硫酸反应的化学方程式可表示为______________________________。

(2)①加铁屑还原的目的是__________________，②过滤前需要检验还原是否完全，其实验操作可描述为_____________________________________________________________。

(3)“反应”需要按照一定的顺序加入FeSO 4溶液、磷酸和LiOH ，其加入顺序应为_____________________，其理由是________________________________。

(4)滤渣中的铜提纯后可用于制取Cu 2O ，Cu 2O 是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取Cu 2O 的电解池示意图如下，电解总反应：2Cu ＋H 2O=====电解

Cu 2O ＋H 2↑。则该装置中铜电极应连接直流电源的__________极，石墨电极的电极反应式为__________________________，当有0.1 mol Cu 2O 生成时电路中转移________mol 电子。

答案 (1)FeTiO 3＋2H 2SO 4===FeSO 4＋TiOSO 4＋2H 2O

(2)①把铁离子还原为亚铁离子，置换出铜 ②取少量反应液于试管中，加入几滴硫氰化钾溶液，如果溶液变红色，说明还原没有完全，如果溶液不变红色，说明还原已经完全 (3)磷酸、硫酸亚铁溶液、LiOH 先加磷酸，在酸性环境可以抑制亚铁离子的水解、氧化，又避免生成氢氧化铁沉淀 (4)正 2H 2O ＋2e －===H 2↑＋2OH － 0.2

解析 (4)根据电解总反应：2Cu ＋H 2O=====电解

Cu 2O ＋H 2↑可知，Cu 发生氧化反应，作阳极，应与电源的正极相连；石墨电极为电解池的阴极，发生还原反应，电极反应式为2H 2O ＋2e －===H 2↑＋2OH －；根据该反应可知2e －～Cu 2O ，所以当有0.1 mol Cu 2O 生成时电路中转移 0.2 mol 电子。

27．实验室制备苯甲酸乙酯的反应装置示意图和有关数据如下：

环己烷、乙醇和水可形成共沸物，其混合物沸点为62.1 ℃。

合成反应：向圆底烧瓶中加入6.1 g苯甲酸、20 mL无水乙醇、25 mL环己烷和2片碎瓷片，搅拌后再加入2 mL浓硫酸。按图组装好仪器后，水浴加热回流1.5 h。

分离提纯：继续水浴加热蒸出多余乙醇和环己烷，经分水器放出。剩余物质倒入盛有60 mL 冷水的烧杯中，依次用碳酸钠、无水氯化钙处理后，再蒸馏纯化，收集210～213 ℃的馏分，得产品5.0 g。

回答下列问题：

(1)仪器A的名称为________，冷却水应从________(填“a”或“b”)口流出。

(2)加入环己烷的目的是__________________________________。

(3)合成反应中，分水器中会出现分层现象，且下层液体逐渐增多，当下层液体高度超过距分水器支管约2 cm时开启活塞放出少量下层液体。该操作的目的为______________________。

(4)实验中加入碳酸钠的目的是________________________________________；经碳酸钠处理后，若粗产品与水分层不清，可采取的措施为________。

(5)在该实验中，圆底烧瓶的容积最适合的是________(填字母)。

A．50 mL B．100 mL

C．200 mL D．300 mL

(6)本实验的产率为________。

答案(1)球形冷凝管 b

(2)在较低温度下除去产物水，提高产率

(3)确保乙醇和环己烷及时返回反应体系而下层水不会回流到体系中

(4)中和苯甲酸和硫酸加氯化钠进行盐析(5)B (6)66.7%

解析(1)由仪器的结构特征，可知A为球形冷凝管；在本实验中冷凝管的作用为将气体冷凝为液体，水的流向应逆流效果更好，所以冷凝水应从b口流出。

(2)根据已知信息“环己烷、乙醇和水可形成共沸物，其混合物沸点为62.1 ℃”，所以环己烷在合成反应中的作用为在较低温度下带出生成的水，促进酯化反应向右进行，提高产率。(3)分水器中上层是油状物，下层是水，当油层液面高于支管口时，油层会沿着支管流回烧瓶，即达到了反应物冷凝回流，提高产率的目的。当下层液面高度超过距分水器支管约2 cm时，应开启活塞，放出水，避免水层升高流入烧瓶。

(4)合成反应结束，烧瓶中主要有苯甲酸乙酯(产物)、苯甲酸(未反应完)、硫酸(催化剂)、乙醇、环己烷，水浴加热除去乙醇和环己烷，剩余的物质主要为苯甲酸乙酯、苯甲酸、硫酸。加入碳酸钠可中和苯甲酸、硫酸，生成易溶于水的盐，溶液分层。经碳酸钠处理后，若粗产品与水分层不清，可加入食盐，进一步降低酯的溶解，即为盐析。然后用分液漏斗分出有机层，加入无水氯化钙吸收部分的水，再进行蒸馏，收集210～213 ℃的馏分。

(5)加入圆底烧瓶中6.1 g苯甲酸，根据表格中的密度可估计苯甲酸约为5 mL，所以圆底烧瓶中溶液的体积约为(5＋20＋25＋2)mL＝52 mL，而烧瓶所能盛放的溶液的体积不超过烧瓶的2

3，所以选择100 mL的烧瓶，故选B。

(6)m(乙醇)＝0.789 g·mL－1×20 mL＝15.78 g；m(苯甲酸)＝6.1 g；设理论产量为x，则有：

122 g46 g150 g

6.1 g15.78 g(过量)x

则有122 g∶150 g＝6.1 g∶x，解得x＝7.5 g。