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1、第二单元 物质的制备、合成与性质探究 (时间：45分钟满分：100分)考点题号物质性质的探究3物质的制备与合成1、2、4、51(20分)(2012常州模拟)二茂铁(结构如图)是一种典型的金属有机化合物，实验室常用氯化亚铁和环戊二烯在碱性条件下反应得到。反应原理为：FeCl22C5H62KOHFe(C5H5)22KCl2H2O，二茂铁的熔点为172173 ，在100 开始升华。能溶于乙醚、二甲亚砜等非极性溶剂，不溶于水，对碱和非氧化性酸稳定。制备的步骤如下：步骤1.在150 mL的三颈瓶中加入25 g细粉末状KOH和60 mL无水乙醚，通入氮气并搅拌约10分钟使之尽可能溶解，然后加入5.5 mL
2、环戊二烯，再搅拌10分钟。步骤2.向烧杯中加入25 mL二甲亚砜和6.5 g新制的无水氯化亚铁，微热至40 并搅拌使其溶解，然后加入滴液漏斗中。步骤3.按图所示的装置装配好仪器，打开滴液漏斗的活塞，缓慢地将氯化亚铁等加入三颈瓶中，并继续搅拌1小时。步骤4.反应结束后，将混合物倒入100 mL 18%的盐酸溶液，将烧杯放在冰水浴中冷却，搅拌约10分钟，使结晶完全。步骤5.抽滤，将获得的产品以冷水洗涤23次，低温风干得到粗制的二茂铁。(1)步骤1中通入N2的目的可能是_。(2)步骤2中，滴液漏斗侧边的玻璃导管的作用是_。(3)实验装置中，冷凝管通水，水应从_口进(选填a或b)。(4)步骤4将反应后
3、的混合物倒入盐酸中，发生主要反应的离子方程式是_。(5)步骤5用冷水洗涤是因为_，因此可采用_的方法，进一步提纯二茂铁。解析(1)通入惰性气体N2主要是排除空气，防止氧化后面的FeCl2等。(2)滴液漏斗又称恒压漏斗，目的是平衡压强，使溶液顺利滴下。(3)冷凝管进水，无论是竖起的，还是横放的，水流方向均为下进上出。(4)加入盐酸的目的是中和过量的KOH。(5)结合题给二茂铁的性质易升华，所以用冷水洗涤，可采用升华的方法，进一步提纯二茂铁。答案 (1)排出三颈瓶内的空气(2)平衡漏斗内和三颈瓶内的压强，便于液体放出(3)b(4)HOH=H2O(5)二茂铁易于升华加热升华2(20分)(2013南通
4、调研)在苹果、香蕉等水果的果香中存在着乙酸正丁酯。某化学课外兴趣小组欲以乙酸和正丁醇为原料合成乙酸正丁酯。乙酸正丁酯的制备在干燥的50 mL圆底烧瓶中，加入11.5 mL(0.125 mol)正丁醇和7.2 mL(0.125 mol)冰醋酸，再加入34滴浓硫酸，摇匀，投入12粒沸石。按图安装带分水器的回流反应装置，并在分水器中预先加入水，使水面略低于分水器的支管口。打开冷凝水，圆底烧瓶在石棉网上用小火加热。在反应过程中，通过分水器下部的旋塞分出生成的水，注意保持分水器中水层液面原来的高度，使油层尽量回流到圆底烧瓶中。反应达到终点后，停止加热，记录分出的水的体积。产品的精制将分水器分出的酯层和反
5、应液一起倒入分液漏斗中，用10 mL水洗涤。有机层继续用10 mL10%Na2CO3溶液洗涤至中性，再用10 mL 的水洗涤，最后将有机层倒入锥形瓶中，再用无水硫酸镁干燥。将干燥后的乙酸正丁酯滤入50 mL 烧瓶中，常压蒸馏，收集124126 的馏分，得11.34 g产品。(1)冷水应该从冷凝管_(填a或b)管口通入。(2)判断反应终点的依据是：_。(3)本实验提高产品产率的方法是_。(4)产品的精制过程中，第一次水洗的目的是_，第二次水洗的目的是_。洗涤完成后将有机层从分液漏斗的_置入锥形瓶中。(5)该实验过程中，生成乙酸正丁酯的产率是_。解析本实验的原理为正丁醇与冰醋酸在浓硫酸作催化剂的条
6、件下发生酯化反应生成乙酸正丁酯和水。(1)冷凝管进水均从下管口进上管口出。(2)反应生成的水不在增加，说明反应已达到平衡。(3)提高产品的产率可从平衡移动的角度分析。(4)第一步用水是除去没有反应的可溶性的乙酸和正丁醇，用Na2CO3溶液洗涤是为了除去没有反应的乙酸，此时酯中会溶有少量Na2CO3溶液，根据相似相溶原理知，Na2CO3易溶于水，难溶于有机物，故需用水进行第二次洗涤以除去Na2CO3。又知酯的密度小于水，故应从上端倒出。(5)从给出的反应物的量可知，生成的乙酸正丁酯应为0.125 mol，所以其产率为100%78.2%。答案(1)a(2)分水器中的水层不再增加时，视为反应的终点(
7、3)使用分水器分离酯化反应生成的水，使平衡正向移动，提高反应产率(4)除去乙酸及少量的正丁醇除去溶于酯中的少量无机盐上端(5)78.2%3(20分)某品牌消毒液包装说明的部分内容摘录如下：主要有效成份为次氯酸钠，有效氯含量8 0001000 0 mgL1。可用于各类家居用品、餐具、棉织衣物等的消毒，对彩色织物可能有褪色作用。切勿用于丝绸、毛、尼龙、皮革、油漆表面，勿用于铝、铜、碳钢制品。本品须密封，置阴凉暗处保存。请完成以下实验探究过程：(一)阅读材料，获取信息(1)推测该消毒液的酸碱性：_，原因是(用离子方程式表示)_。(2)该消毒液还具有的化学性质是_性、_性和_性。(3)从该消毒液的保存
8、要求分析，导致其失效的外界因素主要是_。(二)确定要研究的问题该消毒液对碳钢制品是否有腐蚀作用？(三)设计方案，实施探究用烧杯取少量样品，将一颗光亮的铁钉放入烧杯，浸泡一段时间。对可能产生的现象有如下假设：假设：有明显现象；假设：无明显现象。(4)基于假设，结论是铁钉被腐蚀，预期的实验现象是_。(5)基于假设，结论是_，请设计实验进一步验证该结论，叙述实验操作：_解析(1)消毒液的主要成分次氯酸钠是强碱弱酸盐，ClO水解使溶液呈碱性。(2)ClO水解生成HClO，HClO具有强氧化性、不稳定性。(3)CO2等酸性气体可以促进ClO转化为次氯酸，光照、升温均能加速次氯酸分解。(4)若铁钉被腐蚀有
9、明显现象，会生成铁锈。(5)铁钉可能未被腐蚀，也可能被腐蚀但不明显，若要证明其是否被腐蚀只要检验其中Fe3的存在即可。答案(1)碱性ClOH2OHClOOH(2)氧化性漂白性不稳定性(顺序可以颠倒)(3)CO2等酸性气体、光和热(4)铁钉表面出现铁锈(或红褐色固体)(5)铁钉可能未被腐蚀，也可能被腐蚀但无明显现象用试管取出少量浸泡后的溶液，滴加足量的稀硫酸酸化，再滴加几滴KSCN溶液。4(20分)某化学兴趣小组利用废铝屑制备明矾KAl(SO4)212H2O的实验步骤如下：步骤1：制备Al(OH)3。称取4.5 g NaOH固体置于250 mL烧杯中，加入60 mL水溶解。称取2 g废铝屑，分批
10、放入NaOH溶液中，至不再有气泡产生后再加入水，至体积约80 mL，趁热过滤。将滤液转入250 mL烧杯中，加热至沸腾，在不断搅拌下，滴加3 molL1的H2SO4溶液，使溶液的pH为89，静置、过滤、洗涤沉淀。步骤2：制备Al2(SO4)3。将Al(OH)3沉淀转入烧杯中，加入约16 mL11H2SO4溶液，并不断搅拌，小火加热使沉淀溶解，得Al2(SO4)3溶液。步骤3：制备明矾。将Al2(SO4)3溶液与6.5 g K2SO4配成的饱和溶液混合，搅拌均匀，充分冷却后，结晶、过滤，烘干。(1)在步骤1中，有气体生成的反应的离子方程式为_。(2)在步骤1中，除可采用“在不断搅拌下pH为89”
11、得到沉淀外，还可采用向溶液中通入足量CO2气体的方法得到沉淀，原因是_。(3)实验中，为了提高过滤分离的效率，而应该采用的操作方法的名称是_。(4)硫酸铝钾溶液中存在有Al3、K、SO42等离子，则检验溶液中的Al3所需要使用的试剂是_；检验溶液中的K的实验操作方法是_。(5)步骤3中，将含6.5 g K2SO4的饱和溶液与Al2(SO4)3溶液混合的原因是_。解析(1)铝屑与NaOH溶液反应的离子方程式为2Al2OH2H2O=2AlO23H2。(2)向NaAlO2溶液中通入足量CO2反应生成Al(OH)3沉淀：NaAlO2CO22H2O=Al(OH)3NaHCO3，且Al(OH)3与CO2不
12、反应。(3)抽滤可以提高过滤分离的效率。(4)用铝试剂检验Al3生成玫瑰红物质，用焰色反应检验K用洁净的铂丝蘸取溶液放在(接近)无色的火焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃观察。(5)根据反应方程式K2SO4Al2(SO4)324H2O=2KAl(SO4)212H2O可知，将含6.5 g K2SO4的饱和溶液与Al2(SO4)3溶液混合，可使K2SO4与Al2(SO4)3物质的量之比接近11。答案(1)2Al2OH2H2O=2AlO23H2(2)在溶液中偏铝酸钠与CO2气体和水可生成Al(OH)3，Al(OH)3与过量的CO2不反应(3)抽滤(4)铝试剂用洁净的铂丝蘸取溶液放在(接近)无色的火焰上灼烧，透
13、过蓝色钴玻璃观察(5)使K2SO4与Al2(SO4)3物质的量之比接近115(20分)(2013盐城模拟)阿司匹林可由水杨酸与乙酸酐作用制得。其制备原理如下：乙酰水杨酸的钠盐易溶于水。阿司匹林可按如下步骤制取和纯化：步骤1：在干燥的50 mL圆底烧瓶中加入2 g水杨酸、5 mL乙酸酐和5滴浓硫酸，振荡使水杨酸全部溶解。步骤2：按图所示装置装配好仪器，通水，在水浴上加热回流510 min，控制水浴温度在8590 。步骤3：反应结束后，取下反应瓶，冷却，再放入冰水中冷却、结晶、抽滤、冷水洗涤23次，继续抽滤得粗产物。步骤4：将粗产物转移至150 mL烧杯中，在搅拌下加入25 mL饱和碳酸氢钠溶液，
14、充分搅拌，然后过滤。步骤5：将滤液倒入10 mL 4 molL1盐酸溶液，搅拌，将烧杯置于冰浴中冷却，使结晶完全。抽滤，再用冷水洗涤23次。(1)步骤1中浓硫酸的作用可能是_。(2)步骤2中，冷凝管通水，水应从_口进(填“a”或“b”)。(3)步骤3抽滤时，有时滤纸会穿孔，避免滤纸穿孔的措施是_。(4)步骤4发生的主要反应的化学方程式为_；过滤得到的固体为_。(5) 取几粒步骤5获得的晶体加入盛有5 mL水的试管中，加入12滴1%三氯化铁溶液，发现溶液变紫色，可采用_方法，进一步纯化晶体。解析(1)由制备原理可以看出，浓硫酸的作用是在该反应中作为催化剂。(2)冷凝水的流向是“下进上出”，故从b管进水，a管出水。(3)避免滤纸穿孔的措施是减小真空度或者加一层(或多层)滤纸。(4)根据产物的结构特点可知是羧基(COOH)与NaHCO3发生反应NaHCO3CO2H2O；粗产品中还有发生副反应得到的聚水杨酸。(5)发现溶液变紫，说明晶体中存在水杨酸，故仍需(用适当溶剂)重结晶，进一步纯化晶体。答案(1)催化剂(2)b(3)减小真空度或者加一层(或多层)滤纸(4) NaHCO3CO2H2O聚水杨酸(5)(用适当溶剂)重结晶- 8 -