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1、課時39 常見物質(zhì)的轉(zhuǎn)化與制備
及時鞏固 課堂評價
1. 下列是部分礦物資源的利用及產(chǎn)品流程,有關(guān)說法不正確的是 ( )
A. 粗銅電解精煉時,粗銅作陽極
B. 生產(chǎn)鋁、銅、高純硅及玻璃過程中都涉及氧化還原反應(yīng)
C. 黃銅礦冶銅時,副產(chǎn)物SO2可用于生產(chǎn)硫酸,F(xiàn)eO可用作冶鐵的原料
D. 粗硅制高純硅時,提純四氯化硅可用多次分餾的方法
[答案] B
[解析]: 電解精煉銅時,粗銅作陽極,自身可以溶解,A正確;制備單質(zhì)時涉及化合價變化,是氧化還原反應(yīng),制玻璃的反應(yīng)是SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑和SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑,化合價未發(fā)生變化,
2、均不屬于氧化還原反應(yīng),B錯;SO2可以轉(zhuǎn)化成SO3,進(jìn)而生成H2SO4;FeO與CO在高溫下可生成Fe,故C正確;制備硅的過程中,利用沸點不同進(jìn)行分餾,將SiCl4從雜質(zhì)中提取出來,再與H2發(fā)生置換反應(yīng)得到高純硅,D正確。
2. 下列物質(zhì)的轉(zhuǎn)化在給定條件下能實現(xiàn)的是 ( )
A. ①③⑤ B. ②③④ C. ②④⑤ D. ①④⑤
[答案] A
[解析]: 單質(zhì)硫與氧氣反應(yīng)只能生成二氧化硫,②錯誤;由于Fe3+水解,加熱FeCl3溶液,最終得到的是Fe(OH)3,④錯誤。A項正確。
3. “結(jié)晶玫瑰”具有強烈的玫瑰香氣,是一種很好的定香劑。其化學(xué)名稱為“乙酸三氯甲基
3、苯甲酯”,通常用三氯甲基苯基甲醇和醋酸酐為原料制備:
已知: +(CH3CO)2O+CH3COOH
三氯甲基苯基甲醇
相對分子質(zhì)量:225.5,無色液體,不溶于水,溶于乙醇
醋酸酐
無色液體,溶于水形成乙酸,溶于乙醇
結(jié)晶玫瑰
相對分子質(zhì)量:267.5,白色至微黃色晶體,熔點:88 ℃,不溶于水,溶于乙醇,70 ℃時在乙醇中溶解度為a g
醋酸
無色的吸濕性液體,易溶于水、乙醇
操作步驟如下:
請根據(jù)以上信息,回答下列問題:
(1)加料時,應(yīng)先加入三氯甲基苯基甲醇和醋酸酐,然后慢慢加入濃硫酸并 。待混合均勻后,最適宜的加熱方式為 (填“水浴加熱”或“
4、油浴加熱”)。
(2)粗產(chǎn)品的成分是結(jié)晶玫瑰與少量 的混合物,設(shè)計了如下方案進(jìn)行提純和檢驗,實驗結(jié)果表明推測正確。請完成表中內(nèi)容。
序號
實驗方案
實驗現(xiàn)象
結(jié)論
①
將粗產(chǎn)品溶解在 中,按粗產(chǎn)品、溶劑的質(zhì)量比為1∶ 混合,用水浴加熱到70 ℃回流溶劑使粗產(chǎn)品充分溶解
得到無色溶液
②
將步驟1所得溶液
③
干燥步驟2所得白色晶體,
白色晶體是
結(jié)晶玫瑰
(3)某同學(xué)欲在重結(jié)晶時獲得較大的晶體,查閱資料得到如下信息:
不穩(wěn)定區(qū)出現(xiàn)大量微小晶核,產(chǎn)生較多顆粒的小
5、晶體;亞穩(wěn)過飽和區(qū),加入晶種,晶體生長;穩(wěn)定區(qū)晶體不可能生長。
由信息可知,從高溫濃溶液中獲得較大晶體的操作為 。
(4)22.55 g三氯甲基苯基甲醇與足量乙酸酐充分反應(yīng)得到結(jié)晶玫瑰22.74 g,則產(chǎn)率是 。(保留兩位有效數(shù)字)
[答案] (1)攪拌 油浴加熱 (2)三氯甲基苯基甲醇
序號
實驗方案
實驗現(xiàn)象
①
無水乙醇
②
冷卻結(jié)晶,抽濾
③
加熱使其融化,測其熔點
白色晶體在88 ℃左右完全熔化
(3)加入晶種,緩慢降溫 (4)85%
解析: (1)向有機物中加入濃硫酸時,為防止暴沸,需將濃硫酸慢慢加入到有機物
6、中,并用玻璃棒不斷攪拌;因加熱的溫度需在110 ℃以上,故采用油浴加熱。
(2)通過化學(xué)方程式可判斷粗產(chǎn)品為結(jié)晶玫瑰與少量三氯甲基苯基甲醇組成的混合物;實驗設(shè)計進(jìn)行檢驗和提純時要充分利用題干中的信息作答,如三氯甲基苯基甲醇溶于乙醇,結(jié)晶玫瑰熔點為88 ℃等。
(3)為得到較大的晶體,需要引入晶種并緩慢降溫,讓晶體慢慢“長大”。
(4)結(jié)晶玫瑰的產(chǎn)率=×100%=85%
4. 鋇鹽生產(chǎn)中排出大量的鋇泥[主要含BaCO3、BaSO3、Ba(FeO2)2等],某主要生產(chǎn)BaCO3的化工廠利用鋇泥制取Ba(NO3)2晶體及其他副產(chǎn)物,其部分工藝流程如下:
已知:①Fe(OH)3和
7、Fe(OH)2完全沉淀時,溶液的pH分別為3.2和9.7;
②Ba(NO3)2在熱水中溶解度較大,在冷水中溶解度較小;
③Ksp(BaSO4)=1.1×10―10,Ksp(BaCO3)=5.1×10-9。
(1)該廠生產(chǎn)的BaCO3因含有少量BaSO4而不純,提純的方法是:將產(chǎn)品加入足量的飽和Na2CO3溶液中,充分?jǐn)嚢?,過濾,洗滌。用離子方程式說明提純原理: 。
(2)上述流程酸溶時,Ba(FeO2)2與HNO3反應(yīng)生成兩種硝酸鹽,化學(xué)方程式為 。
(3)該廠結(jié)合本廠實際,選用的X為 (填字母)。
A. BaCl2 B. B
8、aCO3 C. Ba(NO3)2 D. Ba(OH)2
(4)廢渣2為 。
(5)操作Ⅲ為 。
(6)過濾3后的母液應(yīng)循環(huán)到容器 (填“a”、“b”或“c”)中。
(7)稱取w g晶體溶于蒸餾水,加入足量的硫酸,充分反應(yīng)后,過濾、洗滌、干燥,稱量沉淀質(zhì)量為m g,則該Ba(NO3)2的純度為 [相對分子質(zhì)量:Ba(NO3)2為261,BaSO4為233]。
[答案] (1)BaSO4(s)+C(aq)BaCO3(s)+S(aq)
(2)Ba(FeO2)2+8HNO3Ba(NO3)2+2Fe(NO3)3+4H2O
(
9、3)B (4)Fe(OH)3
(5)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶 (6)c
(7)×100%
解析: (1)BaSO4電離出的Ba2+和C結(jié)合生成 BaCO3沉淀,促使平衡正移,BaSO4(s)+C(aq)BaCO3(s)+S(aq)。(2)根據(jù)反應(yīng)生成兩種硝酸鹽,可以寫出+8HNO3Ba(NO3)2+2Fe(NO3)3+4H2O。(3)選用的X要求既能消耗酸又不引入雜質(zhì)還要結(jié)合本廠實際,符合的是BaCO3。(4)結(jié)合流程圖廢渣1是不溶于硝酸的雜質(zhì),廢渣2是Fe(OH)3。(5)Ba(NO3)2在熱水中溶解度較大,在冷水中溶解度較小,從溶液中得到要先蒸發(fā)濃縮、再冷卻結(jié)晶。(6)母液直接循環(huán)到容器c
10、中即可。(7)根據(jù)~BaSO4得出Ba(NO3)2的純度=×100%。
【參考答案】
問題思考
問題1: 途徑①、③發(fā)生氧化還原反應(yīng)時都有污染性氣體(NO、SO2)生成,同時還要多消耗原料,不符合綠色化學(xué)中的原子充分利用與轉(zhuǎn)化原則,而途徑②無污染性氣體生成,因此能更好地體現(xiàn)綠色化學(xué)思想。
問題2: 方案①:Al→Al2(SO4)3→Al(OH)3
2Al+6H+2Al3++3H2↑ Al3++3OH-Al(OH)3↓
方案②:Al→NaAlO2→Al(OH)3
2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2↑ Al+H2O+H+Al(OH)3↓
方案③:→Al(OH)3
2Al+6H+2Al3++3H2↑ 2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2↑ Al3++3Al+6H2O4Al(OH)3↓
制取1 mol Al(OH)3方案①消耗3 mol OH-、3 mol H+;方案②消耗1 mol OH-、1 mol H+;方案③消耗 mol OH-、 mol H+。方案③最經(jīng)濟。
基礎(chǔ)梳理
考點1: 1. (1)氯 (2)③