高考化学一轮复习 专题3 第二单元 化学实验探究课后强化作业 苏教版选修(1)

【走向高考】2015届高考化学一轮复习专题3 第二单元化学
实验探究课后强化作业苏教版选修
(时间：45分钟分值：100分)
基础巩固
一、选择题
1．(2009·江苏化学，21B)环己酮是一种重要的化工原料，实验室常用下列方法制备环己酮：
环己醇、环己酮和水的部分物理性质见下表：
物质沸点(℃)密度(g·cm－3,20 ℃)溶解性环己醇161.1(97.8) 0.9624 能溶于水环己酮155.6(95) 0.9478 微溶于水水100.0 0.9982
(1)酸性Na2Cr2O7溶液氧化环己醇反应的ΔH<0，反应剧烈将导致体系温度迅速上升，副反应增多。

实验中将酸性Na2Cr2O7溶液加到盛有环己醇的烧瓶中，在55～60 ℃进行反应。

反应完成后，加入适量水，蒸馏，收集95～100 ℃馏分，得到主要含环己酮和水的混合物。

①酸性Na2Cr2O7溶液的加料方式为________。

②蒸馏不能分离环己酮和水的原因是________。

(2)环己酮的提纯需要经过以下一系列的操作：a.蒸馏，收集151～156 ℃的馏分；b.过滤；c.在收集到的馏分中加NaCl固体至饱和，静置，分液；d.加入无水MgSO4固体；除去有机物中少量水。

①上述操作的正确顺序是________(填字母)。

②上述操作b、c中使用的玻璃仪器除烧杯、锥形瓶、玻璃棒外，还需________。

③在上述操作c中，加入NaCl固体的作用是________。

(3)利用核磁共振氢谱可以鉴定制备的产物是否为环己酮，环己酮分子中有________种不同化学环境的氢原子。

[解析](1)①此反应是放热反应，较多反应物反应时，会导致体系温度迅速上升，副反
应增多，因此应缓慢滴加反应物。

(2)①此问有难度。

现在是环己酮和水的混合物，还含有少量其他杂质。

因环己酮和水形成具有固定组成的混合物在95℃时一起蒸出，所以不能用直接蒸馏的方法，要先除去较多的水，用c(加入NaCl固体既使环己酮在水中的溶解度降低，又增加水层的密度，利于分层)；接着要除去少量的水，用d(MgSO4有吸水性)、b；最后用步骤a除去其他杂质。

②b操作为过滤，还差漏斗；c操作需分液，还需要分液漏斗。

注意要求的是玻璃仪器。

[答案](1)①缓慢滴加
②环己酮和水形成具有固定组成的混合物在95℃时一起蒸出
(2)①cdba
②漏斗、分液漏斗
③增加水层的密度，有利于分层
(3)3
2．双酚A(BPA)是一种重要的有机化工原料，主要用于合成环氧树脂和聚碳酸树脂塑料。

双酚A的合成一般是在质子酸的催化下，由苯酚和丙酮缩合而成的。

双酚A的制备原理如下：
某中学研究性学习小组在查阅了相关文献后，拟按下列步骤合成双酚A。

一、实验步骤
①在100 mL三口烧瓶中加入4.7 g苯酚及8.5 mL甲苯，并将3.5 mL80%硫酸缓缓加入瓶中，然后在搅拌下加入0.25 g巯基乙酸助催化剂，最后迅速滴加2 mL丙酮(过量)。

②控制反应温度不超过35℃，滴加完毕后，保温搅拌1h。

③将产物倒入50 mL冷水中，静置。

待完全反应后冷却后，抽滤，并用冷水将固体产物
洗涤即得粗产物。

④滤液中甲苯分出后倒入回收瓶中。

⑤将粗产物干燥后，进行重结晶，最后得纯品2.85 g。

二、问题探究
(1)控制在35～40℃的条件下反应，你建议的加热方法是________(选填序号：a.水浴加热b．油浴加热c．直接加热d．沙浴加热)，C分液漏斗处导管作用：____________。

(2)步骤③粗产品用冷水洗涤时，如何确定已洗涤干净？________。

(3)所得双酚A的产率为______________。

(4)离子液体是绿色合成最有效途径，具有非挥发性、较高选择性，Et3NHCl－AlCl3离子液体为催化剂，常温下合成效率可达85.1%。

而上述常规合成，从催化剂及溶剂角度考虑会造成什么问题，列举两条：____________、____________。

(5)双酚A可与丙二酸缩合得一种新型树脂，该合成反应原理是(用方程式表示)：____________。

[解析]该反应在强酸性条件下，粗产品是否洗净可检验洗涤液是否显酸性。

根据苯酚的投料量4.7 g可计算得双酚A的理论产量应为5.7 g，则产率为2.85/5.7＝0.5。

双酚A可与丙二酸缩合只能是酚羟基与羧基间的反应，与二元醇和二元酸缩聚形成聚酯类似。

[答案](1)a 使装置内处于恒压状态，便于液体顺利滴下(2)洗涤至滤液不呈酸性(3)50% (4)产生大量的酸性废液和有机废液，部分原料炭化，催化剂重复使用困难、催化剂使用效果不理想，使用了大量有毒物质、甲苯回收耗能多
一定条件
n HOOCCH2COOH――→
＋2(n－1)H2O 3．已知碳化铝与水反应：Al4C3＋12H2O===4Al(OH)3↓＋3CH4↑，某同学为了探究甲烷的还原性并检验产物设计如下实验：
(1)利用碳化铝制取甲烷，下列装置适合作为甲烷发生装置的是____________。

(2)正确选择发生装置，连接装置后进行实验。

过一会儿，实验现象：C碍质玻璃管里黑色粉末变成红色粉末，D干燥管里白色粉末变成蓝色；E装置中澄清石灰水变浑浊；尾气燃烧产生蓝色火焰。

①D干燥管里的试剂可能是________，其作用是____________________。

②根据实验现象，某同学得出下列推论，其中正确的是______________________。

甲：甲烷与氧化铜在一定条件下反应，氧化产物只有二氧化碳
乙：甲烷与氧化铜在一定条件下反应，产物一定有水和二氧化碳，可能含一氧化碳丙：甲烷与氧化铜在一定条件下反应，产物一定有水、二氧化碳和一氧化碳
丁：甲烷具有还原性，氧化产物可能有多种
戊：甲烷由碳、氢两种元素组成
(3)实验完毕后，要熄灭C和F处酒精灯，应后熄灭________处酒精灯，理由是________________。

(4)常温下，假设甲烷与氧化铜反应的氧化产物是相对分子质量为36的气体，写出甲烷与氧化铜在加热条件下发生反应的化学方程式：__________________。

[解析](1)依题意，碳化铝与水在常温下反应生成氢氧化铝是胶状沉淀，易堵塞多孔板上小孔，故应选择Ⅰ装置制甲烷。

(2)中学常用无水硫酸铜检验水，现象是晶体由白色变蓝色；根据实验现象知，该反应产物一定有水，二氧化碳，由于甲烷与氧化铜在敞口玻璃管里进行反应，甲烷不能完全反应，故尾气中一定有甲烷；根据氧化还原反应原理，甲烷中碳为
－4价，被氧化时碳元素化合价可以升高至0价、＋2价、＋4价，所以产物可能有CO 。

根据实验现象只能确认甲烷中含有碳、氢元素，不能确定是否含氧元素。

(3)联系氢气还原氧化铜实验，赤热铜易被氧化，故停止加热C 管后，继续通甲烷，甲烷作保护气，避免铜被氧化成氧化铜；同时，甲烷是可燃气，尾气可能还含有CO ，排入空气中遇明火可能发生事故，需要继续燃烧尾气。

(4)氧化产物是CO 、CO 2，根据相对分子质量为36推知，产物中CO 、CO 2的物质的量之比为1
1，其他产物有铜、水。

书写化学方程式时，CO 和CO 2的化学计量数
相等。

[答案](1)Ⅰ
(2)①无水硫酸铜 检验甲烷与氧化铜反应产物是否有水生成 ②乙、丁
(3)F 停止加热C 玻璃管后，继续通入甲烷至玻璃管冷却，避免赤热铜粉被氧化；尾气是可燃气体，可能含有剧毒的CO ，要用燃烧法除去
(4)2CH 4＋7CuO=====△
7Cu ＋CO ＋CO 2＋4H 2O
能 力 提 升
4.某化学研究性学习小组拟测定食醋的总酸量(g/100 mL)，请你参与该小组的实验并回答相关问题。

【实验目的】测定食醋的总酸量
【实验原理】中和滴定
【实验用品】蒸馏水，市售食用白醋样品500 mL(商标注明总酸量：3.50 g/100 mL ～5.00 g/100 mL)，0.100 0 mol/LNaOH 标准溶液；100 mL 容量瓶，10 mL 移液管，碱式滴定管，铁架台，滴定管夹，锥形瓶，烧杯，酸碱指示剂(可供选用的有：甲基橙，酚酞，石蕊)。

【实验步骤】
①配制并移取待测食醋溶液
用10 mL 移液管吸取10 mL 市售白醋样品置于100 mL 容量瓶中，用处理过的蒸馏水稀释至刻度线，摇匀后用酸式滴定管取待测食醋溶液20 mL ，并移至锥形瓶中。

②盛装标准NaOH 溶液
将碱式滴定管洗净后，用NaOH 标准溶液润洗3次，然后加入NaOH 标准溶液，排除尖嘴部分气泡后，使液面位于“0”刻度或“0”刻度以下。

静置，读取数据并记录为NaOH 标准溶液体积的初读数。

③滴定
往盛有待测食醋溶液的锥形瓶中滴加某酸碱指示剂2～3滴，滴定至终点。

记录NaOH 的终读数。

重复滴定3次。

【数据记录】
(1)步骤①中还需补充的仪器有________。

蒸馏水的处理方法是________。

(2)步骤③中你选择的酸碱指示剂是________，理由是______________________。

(3)若用深色食醋进行实验，为准确判断滴定终点，可采取的措施是________________。

(4)样品总酸量＝________g/100 mL。

[解析]本题考查学生运用中和滴定法测定食醋中总酸量的实验以及样品处理、数据处理、指示计选用、实验方案改进、误差分析等实验技能和定量分析的化学思想。

难度不大，但具有《实验化学》模块的特点。

蒸馏水中溶有CO2能消耗NaOH，不除去将会使试验结果偏大；滴定产物NaAc溶液呈碱性，应选择在碱性溶液中变色的指示剂；第4次记录的数据异常，计算时应舍去。

[答案](1)玻璃棒、胶头滴管煮沸除去CO2并迅速冷却(2)酚酞滴定产物CH3COONa 溶液水解呈碱性，应选择在碱性溶液中变色的指示剂(3)用活性炭脱色(或滴定过程中使用pH计测定pH) (4)4.50。