高考化学复习专题四：《有机化学基础》试题汇编

高考化学复习专题四：《有机化学基础》试题汇编

专题四　有机化学基础 第12讲有机物的结构与性质 ‎[主干知识·数码记忆]‎ 有机物的组成、结构与性质 一、小试能力知多少(判断正误)‎ ‎(1)(2013·新课标全国高考Ⅱ)甲苯与氯气在光照下反应主要生成2,4二氯甲苯(×)‎ ‎(2)(2013·浙江高考)苯与甲苯互为同系物，均能使KMnO4酸性溶液褪色(×)‎ ‎(3)(2013·福建高考)乙烯、聚氯乙烯和苯分子中均含有碳碳双键(×)‎ ‎(4)(2013·江苏高考)将某气体通入溴水中，溴水颜色褪去，该气体一定是乙烯(×)‎ ‎(5)(2012·上海高考)过量的NaOH溶液与水杨酸()反应能得到化学式为C7H5O3Na的物质(×)‎ 二、必备知识掌握牢 ‎1．烃的结构与性质 有机物 官能团 代表物 主要化学性质 烷烃 ‎—‎ 甲烷 取代(氯气、光照)、裂化 烯烃 乙烯 加成、氧化(使KMnO4酸性溶液褪色)、加聚 炔烃 乙炔 加成、氧化(使KMnO4酸性溶液褪色)‎ 苯及其同系物 ‎—‎ 苯甲苯 取代(液溴、铁)、硝化、加成、氧化(使KMnO4褪色，除苯外)‎ ‎2.烃的衍生物的结构与性质 有机物 官能团 代表物 主要化学性质 卤代烃 ‎—X 溴乙烷 水解(NaOH/H2O)、消去(NaOH/醇)‎ 醇 ‎(醇)—OH 乙醇 取代、催化氧化、消去、脱水、酯化 酚 ‎(酚)—OH 苯酚 弱酸性、取代(浓溴水)、显色、氧化(露置空气中变粉红色)‎ 醛 ‎—CHO 乙醛 还原、催化氧化、银镜反应、与新制Cu(OH)2悬浊液反应 羧酸 ‎—COOH 乙酸 弱酸性、酯化 酯 ‎—COO—‎ 乙酸乙酯 水解 ‎3．基本营养物质的结构与性质 有机物 官能团 代表物 主要化学性质 葡萄糖 ‎—OH、—CHO ‎—‎ 具有醇和醛的性质 蔗糖麦芽糖 前者无—CHO 后者有—CHO ‎—‎ 无还原性、水解(两种产物)有还原性、水解(产物单一)‎ 淀粉纤维素 后者有—OH ‎—‎ 水解水解 油脂 ‎—COO—‎ ‎—‎ 氢化、皂化 氨基酸蛋白质 ‎—NH2、—COOH、—CONH—‎ ‎—‎ 两性、酯化水解 ‎4．不同类别有机物可能具有相同的化学性质 ‎(1)能发生银镜反应及能与新制Cu(OH)2悬浊液反应的物质有：醛、甲酸、甲酸某酯、葡萄糖等。‎ ‎(2)能与Na反应的有机物有：醇、酚、羧酸。‎ ‎(3)能发生水解反应的有机物有：卤代烃、酯、多糖、蛋白质等。‎ ‎(4)能与NaOH溶液发生反应的有机物有：卤代烃、酚、羧酸、酯(油脂)。‎ ‎(5)能与Na2CO3溶液发生反应的有：羧酸、，但与Na2CO3反应得不到CO2。‎ 三、常考题型要明了 考查官能团的辨别与性质 典例 考查有机物的性质与同分异构体 演练1‎ 考查有机物的结构与性质 演练2‎ ‎[典例]　(2012·江苏高考改编)普伐他汀是一种调节血脂的药物，其结构简式如图所示(未表示出其空间构型)。下列关于普伐他汀的性质描述正确的是(　　)‎ A．能与FeCl3溶液发生显色反应 B．不能使酸性KMnO4溶液褪色 C．能发生加成、取代、消去反应 D．1mol该物质最多可与1molNaOH反应 ‎[解析]A项，普伐他汀的分子结构中不存在酚羟基，故不能与氯化铁溶液发生显色反应，A错；B项，普伐他汀的结构中含有碳碳双键，故它能使酸性高锰酸钾溶液褪色，B错；C项，有碳碳双键能发生加成反应，有羟基、羧基、酯基能发生取代反应，有醇羟基还可以发生消去反应，C对；D项，1mol普伐他汀最多可与2molNaOH反应(羧基和酯基)，D错。‎ ‎[答案]C 判断有机反应中某些反应物用量多少的方法 ‎(1)H2用量的判断：‎ 有机物分子中的、、、—CHO、 (羰基)都能在一定条件下与H2发生加成反应，且加成比(设有机物分子中基团均为1mol)依次为1∶2∶3∶1∶1。特别注意—COOH、—COOR(酯基)中的C===O通常不与H2发生加成反应。‎ ‎(2)NaOH用量的判断：‎ ‎—COOH、—OH(酚羟基)能与NaOH溶液发生反应；酯类物质、卤代烃能与NaOH溶液发生碱性条件下的水解反应，特别要注意，水解产物可能与NaOH发生反应，如1mol与NaOH溶液发生反应时最多消耗3molNaOH。‎ ‎(3)Br2用量的判断：‎ 烷烃(光照下1molBr2可取代1molH原子)、苯(FeBr3催化下1molBr2可取代1molH原子)、酚类(1molBr2可取代与—OH处于邻、对位上的1molH原子)、 (1mol双键可与1molBr2发生加成反应)、 (1mol叁键可与2molBr2发生加成反应)。‎ ‎ [演练1]‎ ‎　(2013·郴州模拟)乙酸橙花酯是一种食用香料，其结构简式如图，关于该有机物的叙述中正确的是(　　)‎ ‎①属于芳香族化合物②不能发生银镜反应③分子式为C12H20O2④它的同分异构体中可能有酚类⑤1mol该有机物水解时只能消耗1molNaOH A．②③④B．①④⑤‎ C．①②③D．②③⑤‎ 解析：选D由乙酸橙花酯的结构可知其分子式为C12H20O2，分子结构中没有醛基，不能发生银镜反应；1mol该有机物最多能与1molNaOH发生反应；乙酸橙花酯分子结构中没有苯环，不属于芳香族化合物。且其不饱和度为3，则同分异构体中不可能形成苯环，即同分异构体中不可能有酚类。‎ ‎[演练2](2013·重庆高考改编)有机物X和Y可作为“分子伞”给药载体的伞面和中心支撑架(未表示出原子或原子团的空间排列)。‎ X(C24H40O5)‎ H2NCH2CH2CH2NHCH2CH2CH2CH2NH2‎ Y 下列叙述错误的是(　　)‎ A．1molX在浓硫酸作用下发生消去反应，最多生成3molH2O B．1molY发生类似酯化的反应，最多消耗2molX C．X与足量HBr反应，所得有机物的分子式为C24H37O2Br3‎ D．Y和癸烷的分子链均呈锯齿形 解析：选BX分子中含有3个醇羟基，1molX发生消去反应最多能生成3molH2O，A项正确；—NH2、—NH—与—COOH发生脱水反应，1molY最多消耗3molX，B项错误；1molX最多能与3molHBr发生取代反应，得到有机物的分子式为C24H37O2Br3，C项正确；Y与癸烷都是链状结构，呈锯齿状，D项正确。‎ 同分异构体的书写与判断 一、小试能力知多少(判断正误)‎ ‎(1)(2013·太原模拟)主链上有5个碳原子、含甲基、乙基两个支链的烷烃有3种。(×)‎ ‎(2)(2013·临沂模拟)CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)2是同一种物质。(×)‎ ‎(3)(2013·济南模拟)分子式为C5H11Cl的同分异构体数目为7种。(×)‎ ‎(4)(2013·大连模拟)分子式为C7H8O，属于芳香族化合物且能与NaOH溶液发生反应的结构有5种。(×)‎ 二、必备知识掌握牢 ‎1．限定条件下同分异构体的书写 限定范围书写和补写，解题时要看清所限范围，分析已知几个同分异构体的结构特点，对比联想找出规律补写，同时注意碳的四价原则和官能团存在位置的要求。‎ ‎(1)具有官能团的有机物。‎ 一般的书写顺序：碳链异构→官能团位置异构→官能团类别异构。‎ ‎(2)芳香族化合物同分异构体。‎ ‎①烷基的类别与个数，即碳链异构。‎ ‎②若有2个侧链，则存在邻、间、对三种位置异构。‎ ‎2．同分异构体数目的判断 ‎(1)基元法：‎ 例如，丁基有4种同分异构体，则丁醇、戊醛、戊酸等都有4种同分异构体(碳链异构)。‎ ‎(2)替代法：‎ 例如，二氯苯(C6H4Cl2)有3种同分异构体，四氯苯也有3种(将H替代Cl)；又如CH4的一氯代物只有1种，新戊烷[C(CH3)4]的一氯代物也只有1种。‎ 三、常考题型要明了 考查同分异构体数目的判断 典例 考查同分异构体数目的判断 演练1‎ 限定条件下同分异构体的书写 演练2‎ ‎[典例](2013·新课标全国卷Ⅰ)分子式为C5H10O2的有机物在酸性条件下可水解为酸和醇，若不考虑立体异构，这些醇和酸重新组合可形成的酯共有(　　)‎ A．15种B．28种 C．32种D．40种 ‎[解析]分子式为C5H10O2的酯可能是HCOOC4H9、CH3COOC3H7、C2H5COOC2H5、C3H7COOCH3，其水解得到的醇分别是C4H9OH(有4种)、C3H7OH(有2种)、C2H5OH、CH3OH，水解得到的酸分别是HCOOH、CH3COOH、CH3CH2COOH、C3H7COOH(有2种)。C4H9OH与上述酸形成的酯有4＋4＋4＋4×2＝20种；C3H7OH与上述酸形成的酯有2＋2＋2＋2×2＝10种；C2H5OH、CH3OH与上述酸形成的酯都是1＋1＋1＋1×2＝5种，以上共有40种。‎ ‎[答案]D 酯类物质同分异构体的书写方法 书写酯类物质的同分异构体时，可采用逐一增加碳原子的方法。如C8H8O2‎ 含苯环的属于酯类的同分异构体为 甲酸某酯：‎ ‎、(邻、间、对)‎ 乙酸某酯：‎ 苯甲酸某酯：‎ ‎——————————————————————————————————————‎ ‎[演练1]　(2013·大纲全国卷)某单官能团有机化合物，只含碳、氢、氧三种元素，相对分子质量为58，完全燃烧时产生等物质的量的CO2和H2O。它可能的结构共有(不考虑立体异构)(　　)‎ A．4种B．5种 C．6种D．7种 解析：选B由于该有机物完全燃烧时产生等物质的量的CO2和H2O，所以分子中C和H的原子个数比为1∶2，再结合该分子的相对分子质量可得其分子式为C3H6O。又由于是单官能团有机化合物，所以它可能的结构有：CH3CH2CHO、CH3COCH3、、、，共5种，B项正确。‎ ‎[演练2]　(2012·浙江高考)写出同时满足下列条件的D(C4H6O2)的所有同分异构体的结构简式(不考虑立体异构)________。‎ a．属于酯类b．能发生银镜反应 解析：有酯结构且具有醛基的物质应该是甲酸酯，因此可得D的同分异构体有：、、、‎ 有机反应类型 一、小试能力知多少(判断正误)‎ ‎(1)(2013·福建高考)糖类、油脂和蛋白质均可发生水解反应(×)‎ ‎(2)(2013·广东高考)油脂的皂化反应生成脂肪酸和丙醇(×)‎ ‎(3)(2013·新课标全国卷Ⅰ)香叶醇是合成玫瑰香油的主要原料，其结构简式如图，香叶醇能发生加成反应，不能发生取代反应(×)‎ ‎(4)(2012·山东高考)甲烷和Cl2的反应与乙烯和Br2的反应属于同一类型的反应(×)‎ ‎(5)(2012·福建高考)乙醇不能发生取代反应(×)‎ 二、必备知识掌握牢 有机物类型与有机反应类型的关系 有机反应基本类型 有机物类型 取代反应 卤代反应 饱和烃、苯和苯的同系物等 酯化反应 醇、羧酸、糖类等 水解反应 卤代烃、酯等 硝化反应 苯和苯的同系物等 加成反应 烯烃、炔烃、苯和苯的同系物、醛等 消去反应 卤代烃、醇等 氧化反应 燃烧 绝大多数有机物 酸性KMnO4溶液 烯烃、炔烃、苯的同系物、醇、醛等 直接(或催化)氧化 醇、醛、葡萄糖等 还原反应 醛、葡萄糖等 聚合反应 加聚反应 烯烃、炔烃等 缩聚反应 苯酚与甲醛；多元醇与多元羧酸；氨基酸等 与FeCl3溶液显色反应 酚类 三、常考题型要明了 考查有机物的判断 典例 考查取代反应类型的判断 演练1‎ 考查有机物的结构性质 演练2‎ ‎[典例]已知：有机物F的相对分子质量为102，其中氧的质量分数为31.4%，完全燃烧生成等物质的量的CO2和H2O。D和E的蒸气在同温同压下密度相同，有机物E分子中含有两个甲基。有机物之间的转化关系如下图所示(部分反应条件略)。‎ 回答下列问题。‎ ‎(1)C中含有的官能团名称是________，有机物E的结构简式为________________。‎ ‎(2)有机物B能发生的反应类型为________(填字母)。‎ A．取代反应B．加成反应 C．消去反应D．加聚反应 ‎(3)简述检验有机物C中官能团的方法：_________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)写出D＋E―→F的化学方程式：_____________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎[解析]根据题意知F的分子式为C5H10O2，D和E的蒸气在同温同压下密度相同，所以D和E的相对分子质量相同。由转化关系图可知D为酸，D＋E―→F为酯化反应，可知E为醇，E分子中含有两个甲基，所以E的结构简式为CH3CH(OH)CH3，D的结构简式为CH3COOH，则B、C、F的结构简式分别为：CH3CH2OH、CH3CHO、CH3COOCH(CH3)2。‎ ‎[答案]　(1)醛基CH3CH(OH)CH3‎ ‎(2)AC ‎(3)取少量新制氢氧化铜悬浊液于试管中，滴入几滴有机物C，加热至沸腾，出现砖红色沉淀证明有机物C中含有醛基(其他合理答案也可)‎ ‎(4)CH3COOH＋(CH3)2CHOHCH3COOCH(CH3)2＋H2O 由反应条件推测反应类型的七种方法 ‎(1)当反应条件为NaOH的醇溶液并加热时，为卤代烃的消去反应。‎ ‎(2)当反应条件为NaOH的水溶液并加热时，通常为卤代烃或酯的水解反应。‎ ‎(3)当反应条件为浓硫酸并加热时，通常为醇脱水生成醚或不饱和化合物，或者是醇与酸的酯化反应。‎ ‎(4)当反应条件为稀硫酸并加热时，通常为酯或淀粉的水解反应。‎ ‎(5)当反应条件为催化剂存在并有氧气时，通常是醇氧化为醛或醛氧化为酸。‎ ‎(6)当反应条件为催化剂存在且加氢气时，通常为碳碳双键、碳碳三键、苯环或醛基的加成反应。‎ ‎(7)当反应条件为光照且与X2反应时，通常是X2与烷烃或苯环侧链烷基上的氢原子发生的取代反应，而当反应条件为催化剂存在且与X2反应时，通常为苯环上的氢原子直接被取代。‎ ‎—————————————————————————————————————— [演练1]下列变化可以直接通过取代反应来实现的是(　　)‎ A．CH3CH2OH―→CH3CHO B．CH2===CH2―→CH3—CH2Br D．CH3COOH―→(CH3COO)2Ca 解析：选CCH3CH2OHCH3CHO，属于氧化反应；CH2===CH2CH3CH2Br，属于加成反应；，属于取代反应；CH3COOH(CH3COO)2Ca，属于中和反应。‎ ‎[演练2]如图所示是制备药物氧氟沙星的中间体，它不能发生的反应类型是(　　)‎ A．加成反应B．取代反应 C．水解反应D．加聚反应 解析：选D从有机物结构和官能团分析，其分子结构中不含或，不能发生加聚反应。‎ 有机物的鉴别 有机物的鉴别是有机物性质的重要考查方式。鉴别有机物时，要依据物质的性质和特征反应，选择适当的试剂和方法，通过明显的反应现象，如颜色的变化，沉淀的生成和溶解，气体的产生和气味，物质的溶解性及密度等，进行推理和推断。‎ ‎[典例]可用来鉴别己烯、甲苯、乙酸乙酯、苯酚溶液的一组试剂是(　　)‎ A．氯化铁溶液、溴水 B．碳酸钠溶液、溴水 C．酸性高锰酸钾溶液、溴水 D．酸性高锰酸钾溶液、氯化铁溶液 ‎[解析]由于前三种物质均不溶于水且密度均比水小，甲苯、乙酸乙酯均不与溴水、FeCl3溶液、Na2CO3溶液反应，故A、B、D三组中的试剂均不能将它们区别开，酸性KMnO4溶液能氧化己烯、甲苯、苯酚而不与乙酸乙酯作用，可将乙酸乙酯区别开，再用溴水区别另外三种物质，能产生白色沉淀的是苯酚，能产生分层现象且有机层与水层均为无色的是己烯，分层但有机层呈红棕色的是甲苯。‎ ‎[答案]C ‎[名师支招]‎ 常见有机物的鉴别方法 ‎1．解题流程 ‎2．鉴别试剂及现象 有机物或官能团 常用试剂 反应现象 碳碳双键 碳碳三键 溴水 褪色 酸性KMnO4溶液 褪色 苯的同系物 酸性KMnO4溶液 褪色 溴水 分层、有机层呈橙红色，水层接近无色 ‎—OH 金属钠 产生无色、无味的气体 醇中—OH 灼热CuO 由黑色变红色 酚类物质 浓溴水 溴水褪色，产生白色沉淀 FeCl3溶液 溶液呈紫色 醛基(—CHO)‎ 银氨溶液 水浴加热生成银镜 新制Cu(OH)2‎ 悬浊液 煮沸生成砖红色沉淀 羧基(—COOH)‎ 石蕊溶液 变红色 新制Cu(OH)2‎ 常温下沉淀溶解，溶液呈蓝色 Na2CO3溶液 产生无色、无味的气体 淀粉 碘水 呈蓝色 ‎ [针对训练]‎ ‎1．要检验己烯中是否混有少量的甲苯，正确的实验方法是(　　)‎ A．先加入足量的溴水，然后再加入酸性高锰酸钾溶液 B．先加入足量的酸性高锰酸钾溶液，然后再加入溴水 C．点燃这种液体，然后再观察火焰的颜色 D．加入浓硫酸与浓硝酸后加热 解析：选A先加入的溴水只与己烯反应，这样就排除了己烯的干扰，因为己烯也可以使酸性KMnO4溶液褪色。‎ ‎2．(2013·大连检测)下列实验不能达到目的的是(　　)‎ A．用溴水鉴别乙醇、苯和四氯化碳 B．用饱和氢氧化钠溶液除去乙酸乙酯中少量的乙酸 C．用葡萄糖的特征反应来检验尿液中是否含有葡萄糖 D．用油脂在碱性条件下的水解制肥皂 解析：选B选项A，乙醇可以与溴水互溶，苯的密度比水小，萃取后溴位于上层，四氯化碳的密度比水大，萃取后溴位于下层，A正确；选项B，乙酸乙酯在饱和氢氧化钠溶液中会发生水解，生成乙酸钠和乙醇，所以不能用饱和氢氧化钠溶液除去乙酸乙酯中少量的乙酸，而应该用饱和碳酸钠溶液，B错误；选项C，葡萄糖中含有醛基，可利用其特征反应来检验尿液中是否含有葡萄糖，C正确；选项D，油脂在碱性条件下发生的水解反应又叫做皂化反应，D正确。‎ ‎1．(2013·包头模拟)青霉素是一种良效广谱抗生素，经酸性水解后得到青霉素氨基酸分子的结构简式如图。下列关于该物质的叙述不正确的是(　　)‎ A．属于α氨基酸 B．能发生加聚反应生成多肽 C．该物质共有五种不同环境的氢原子 D．青霉素过敏严重者会导致死亡，用药前一定要进行皮肤敏感试验 解析：选B　氨基酸分子通过缩聚反应可生成多肽，而不是加聚反应。‎ ‎2．已知(CH3)‎2C===CH2，可表示为，脱落酸(如图)可用作植物生长抑制剂，下列对该物质的叙述正确的是(　　)‎ A．其分子式为C15H22O4‎ B．其属于芳香族化合物 C．1 mol该物质最多可与3 mol H2发生反应 D．该物质在一定条件下可发生自身取代反应生成含七元环的物质 解析：选D　脱落酸的分子式为C15H20O4，A错；脱落酸中不存在苯环，不属于芳香族化合物，B错；1 mol该物质最多可与4 mol H2发生加成反应，C错。‎ ‎3．雌二醇和睾丸素均属类固醇类化合物，该类化合物的结构特征是含有相同的“三室一厅”()的核心构架。这两种化合物的结构简式如下：‎ 下列关于雌二醇和睾丸素的叙述中，不正确的是(　　)‎ A．均能与卤化氢发生取代反应 B．均能发生消去反应 C．均可使溴水褪色 D．两种物质的分子组成相差一个CH2，属于同系物 解析：选D　雌二醇含有酚羟基，睾丸素中存在羰基，两者不互为同系物，所以D错误。‎ ‎4．(2013·上饶模拟)维生素C的结构简式如图所示。则有关它的叙述错误的是(　　)‎ A．易起氧化及加成反应 B．在碱性溶液中能稳定地存在 C．可以溶解于水 D．是一个环状的酯类化合物 解析：选B　维生素C分子结构中含酯基官能团，在碱性条件下能发生水解反应。‎ ‎5．(2013·辽宁六校联考)化合物丙由如下反应制得：‎ C4H10O(甲)C4H8(乙)C4H8Br2(丙)。‎ 丙的结构简式不可能是(　　)‎ A．CH3CH2CHBrCH2Br B．CH3CH(CH2Br)2‎ C．CH3CHBrCHBrCH3D．(CH3)2CBrCH2Br 解析：选B　由图中的转化关系可知，甲→乙发生的是消去反应，乙→丙发生的是加成反应，则丙中的两个溴应位于相邻的两个碳原子上，因此，B项不可能是丙的结构简式。‎ ‎6．(2013·江苏高考)药物贝诺酯可由乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚在一定条件下反应制得：‎ 下列有关叙述正确的是(　　)‎ A．贝诺酯分子中有三种含氧官能团 B．可用FeCl3溶液区别乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚 C．乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚均能与NaHCO3溶液反应 D．贝诺酯与足量NaOH溶液共热，最终生成乙酰水杨酸钠和对乙酰氨基酚钠 解析：选B　贝诺酯分子中含有酯键、酰胺键两种含氧官能团，A项错误；乙酰水杨酸不含酚羟基，而对乙酰氨基酚含有酚羟基，故可利用FeCl3溶液鉴别二者，B项正确；乙酰水杨酸含有羧基，能与NaHCO3溶液反应，但对乙酰氨基酚不能与NaHCO3溶液反应，C项错误；贝诺酯与足量NaOH溶液共热，酰胺键和酯键都能断裂，产物为 ‎、CH3COONa和，D项错误。‎ ‎7．2012年12月，酒鬼酒塑化剂事件引起大家关注，塑化剂中主要含有邻苯二甲酸酯(，R和R′为不同的烷基)类物质，关于邻苯二甲酸酯的下列叙述正确的是(　　)‎ A．若R为甲基、R′为乙基、其分子式为C11H13O4‎ B．1 mol邻苯二甲酸酯可以和2 mol NaOH反应 C．1 mol邻苯二甲酸酯可以和5 mol H2加成 D．苯环上的一氯代物有2种 解析：选B　R为甲基，R′为乙基时，邻苯二甲酸酯属于烃的含氧衍生物，氢原子数为偶数，分子式为C11H12O4，A错误；酯基中的与H2不反应，故1 mol邻苯二甲酸酯可以和3 mol H2加成，C错误；由于R与R′不同，故苯环上的一氯代物有4种。D错误。‎ ‎8．(2013·苏州模拟)L多巴()是治疗帕金森氏症的药物，下列说法中不正确的是(　　)‎ A．核磁共振氢谱上共有8个峰 B．其分子式为C9H11O4N C．能与酸、碱反应生成盐 D．能与浓溴水发生取代反应 解析：选A　由L多巴的结构简式可知其分子式为C9H11O4N，分子结构中含有—COOH和—NH2，能与酸、碱反应生成盐；分子结构中含有酚羟基，能与浓溴水发生取代反应。L多巴在核磁共振氢谱上共有9个峰。‎ ‎9．分子式为C10H20O2的酯，在一定条件下可发生如图的转化过程：‎ 符合上述条件的酯的结构可有(　　)‎ A．2种 B．4种 C．6种 D．8种 解析：选B　由图可知，D可以转化到E，说明A的水解产物B和C中碳原子数相同，各有5个碳原子，还要注意C是醇，而且可以被氧化成E这种酸，说明C中含—CH2OH结构，即C为C4H9—CH2OH，C4H9—有4种结构，则C有4种结构，所以对应A的结构就有4种。‎ ‎10．(2013·苏北四市调研)增塑剂DCHP可由邻苯二甲酸酐与环己醇反应制得。‎ 下列叙述正确的是(　　)‎ A．邻苯二甲酸酐的二氯代物有3种 B．环己醇分子中所有的原子可能共平面 C．DCHP能发生加成、取代、消去反应 D．1 mol DCHP最多可与2 mol NaOH反应 解析：选D　邻苯二甲酸酐的二氯代物有4种，A错误；环己醇分子中的所有原子不可能共平面，B错误；DCHP中苯环可以与氢气发生加成反应，酯基可以发生水解反应，但DCHP不能发生消去反应，C错误；1 mol DCHP中含2 mol酯基，与NaOH溶液作用时最多消耗2 mol NaOH，D正确。‎ ‎11．(2013·郑州质量预测)由中国科研人员从中药材中提取的金丝桃素对感染H7N9禽流感的家禽活体具有一定的治愈率。金丝桃素的结构简式如下：‎ 请回答下列问题。‎ ‎(1)金丝桃素能在NaOH溶液中加热反应得A和B，已知B为芳香族化合物，则A的分子式是________。‎ ‎(2)室温下，B用稀盐酸酸化得C，C中含氧官能团的名称是________。‎ ‎(3)两分子C与浓H2SO4共热，可生成含有八元环的化合物，该反应的反应类型是________。‎ ‎(4)写出一种符合下列条件的C的同分异构体的结构简式：________。‎ ‎①苯环上只有一个支链　②能发生银镜反应 ‎③1 mol该有机物与足量金属钠反应产生1 mol气体 解析：(1)根据金丝桃素的结构简式可知，该物质水解生成和，故A为，其分子式为C8H15NO。(2)B为 ‎，C为，C中的含氧官能团为羟基、羧基。(3)两分子发生分子间羟基和羧基的脱水反应，该反应为酯化反应(也可称之为取代反应)。‎ 答案：(1)C8H15NO　(2)羟基、羧基 ‎(3)酯化反应(或取代反应)‎ ‎12．下面是以化合物Ⅰ为原料合成一种香精(化合物Ⅵ)的合成路线，反应在一定条件下进行。‎ 回答下列问题。‎ ‎(1)化合物Ⅰ生成化合物Ⅱ的反应中原子利用率可达100%，化合物Ⅰ的结构简式为________________，该化合物核磁共振氢谱中有________个吸收峰。‎ ‎(2)化合物Ⅱ生成化合物Ⅲ发生________反应，其化学方程式为_____________________‎ ‎(注明反应条件)。‎ ‎(3)化合物Ⅴ有多种同分异构体。请写出与化合物Ⅴ官能团种类相同且无支链的所有同分异构体的结构简式_______________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)化合物Ⅵ不能发生的反应类型是________(填字母)。‎ A．加成反应　　　　　　B．酯化反应 C．水解反应 D．加聚反应 ‎(5)写出化合物Ⅵ在一定条件下反应生成高分子化合物的化学方程式：____________‎ ‎_______________________________________________________(不需注明反应条件)。‎ 解析：(1)由Ⅰ→Ⅱ的反应为加成反应，且原子利用率为100%可推知化合物Ⅰ的结构简式为。该化合物有4种不同化学环境的氢原子，所以核磁共振氢谱中有4个吸收峰。(2)反应Ⅱ→Ⅲ的反应为水解反应，属于取代反应。(3)化合物Ⅴ的结构简式为，与化合物Ⅴ官能团种类相同且无支链的同分异构体的结构简式为CH2===CHCH2CH2COOH、CH3CH=== CHCH2COOH、‎ CH3CH2CH===CHCOOH。(4)有双键可以发生加成反应和加聚反应，有酯基能发生水解反应。‎ ‎ (3)CH2===CHCH2CH2COOH、CH3CH===CHCH2COOH、‎ CH3CH2CH===CHCOOH ‎(4)B ‎13．(2013·广东高考)脱水偶联反应是一种新型的直接烷基化反应，例如：‎ ‎(1)化合物Ⅰ的分子式为________，1 mol该物质完全燃烧最少需要消耗________mol O2。‎ ‎(2)化合物Ⅱ可使________溶液(限写一种)褪色；化合物Ⅲ(分子式为C10H11Cl)可与NaOH水溶液共热生成化合物Ⅱ，相应的化学方程式为___________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)化合物Ⅲ与NaOH乙醇溶液共热生成化合物Ⅳ，Ⅳ的核磁共振氢谱除苯环峰外还有四组峰，峰面积之比为为1∶1∶1∶2，Ⅳ的结构简式为____________________________。‎ ‎(4)由CH3COOCH2CH3可合成化合物Ⅰ。化合物Ⅴ是CH3COOCH2CH3的一种无支链同分异构体，碳链两端呈对称结构，且在Cu催化下与过量O2反应生成能发生银镜反应的化合物Ⅵ，Ⅴ的结构简式为________，Ⅵ的结构简式为________。‎ ‎(5)一定条件下，与也可以发生类似反应①的反应，有机产物的结构简式为________。‎ 解析：本题考查有机合成和推断，意在考查考生对有机合成的综合分析能力。(1)化合物Ⅰ的分子式为C6H10O3，1 mol该物质完全燃烧消耗O2的物质的量为6＋－＝7(mol)。(2)化合物Ⅱ含有碳碳双键，能使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色；该反应为的水解(取代)反应。(3)Ⅳ为Ⅲ发生消去反应得到的产物，Ⅳ的 结构简式为。(4)结合题给信息可知，Ⅴ为 HOCH2CH===CHCH2OH，Ⅵ为OHCCH===CHCHO。(5)根据提供的反应①‎ 可知，该有机产物为。‎ 答案：(1)C6H10O3　7‎ ‎(4)HOCH2CH===CHCH2OH　OHCCH===CHCHO ‎(5)‎ 第13讲有机合成与推断 ‎[主干知识·数码记忆]‎ 有机物结构的推断 一、小试能力知多少(判断正误)‎ ‎(1)(2011·福建高考)淀粉通过下列转化可以得到乙(其A～D均为有机物)：‎ 淀粉ABCD乙。则乙为乙醇(×)‎ ‎(2)(2013·菏泽模拟)1molx能与足量的NaHCO3溶液反应放出‎44.8L(标准状况)CO2，则x可能为乙二酸()(√)‎ ‎(3)(2013·江苏高考)药物贝诺酯可由乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚在一定条件下反应制得：‎ 乙酰水杨酸对乙酰氨基酚 贝诺酯 贝诺酯分子中有三种含氧官能团(×)‎ 二、必备知识掌握牢 ‎1．根据有机物的性质推断官能团 ‎(1)能使溴水褪色的物质可能含有“”、“”或酚类物质(产生白色沉淀)；‎ ‎(2)能使酸性KMnO4溶液褪色的物质可能含有“”、“”、“—CHO”或酚类、苯的同系物等；‎ ‎(3)能发生银镜反应或与新制Cu(OH)2悬浊液煮沸后生成砖红色沉淀的物质一定含有—CHO；‎ ‎(4)能与Na反应放出H2的物质可能为醇、酚、羧酸等；‎ ‎(5)能与Na2CO3溶液作用放出CO2或使石蕊试液变红的有机物中含有—COOH；‎ ‎(6)能水解的有机物中可能含有酯基()、肽键()，也可能为卤代烃；‎ ‎(7)能发生消去反应的为醇或卤代烃。‎ ‎2．根据性质和有关数据推断官能团的数目 ‎ (1)—CHO ‎(2)2—OH(醇、酚、羧酸)H2；‎ ‎(3)2—COOHCO2，—COOH,CO2；‎ ‎(5)RCH2OHCH3COOCH2R。‎ ‎　　　(Mr)　　　　　　　(Mr＋42)‎ ‎3．根据某些产物推知官能团的位置 ‎(1)由醇氧化成醛(或羧酸)，含有；由醇氧化成酮，含有；若该醇不能被氧化，则必含有COH(与—OH相连的碳原子上无氢原子)；‎ ‎(2)由消去反应的产物可确定“—OH”“或—X”的位置；‎ ‎(3)由取代反应的产物的种数可确定碳链结构；‎ ‎(4)由加氢后碳架结构确定或的位置。‎ 三、常考题型要明了 考查有机物结构、性质、命名及同分异构体 典例 考查有机物的结构推断 演练1‎ 考查有机物分子式、结构式的确定 演练2‎ ‎[典例]　(2013·新课标Ⅱ全国卷)化合物I(C11H12O3)是制备液晶材料的中间体之一，其分子中含有醛基和酯基。I可以用E和H在一定条件下合成：‎ 已知以下信息：‎ ‎①A的核磁共振氢谱表明其只有一种化学环境的氢；‎ ‎②R—CH===CH2R—CH2CH2OH；‎ ‎③化合物F苯环上的一氯代物只有两种；‎ ‎④通常在同一个碳原子上连有两个羟基不稳定，易脱水形成羰基。‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)A的化学名称为________________________。‎ ‎(2)D的结构简式为________________________。‎ ‎(3)E的分子式为________________________。‎ ‎(4)F生成G的化学方程式为___________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________，‎ 该反应类型为__________________。‎ ‎(5)I的结构简式为_____________________________________________________。‎ ‎(6)I的同系物J比I相对分子质量小14，J的同分异构体中能同时满足如下条件：①苯环上只有两个取代基，②既能发生银镜反应，又能与饱和NaHCO3溶液反应放出CO2，共有________种(不考虑立体异构)。J的一个同分异构体发生银镜反应并酸化后核磁共振氢谱为三组峰，且峰面积比为2∶2∶1，写出J的这种同分异构体的结构简式______________________‎ ‎_____________________________________________________________。‎ ‎[解析]信息①表明A物质是(CH3)‎3C—Cl，A发生消去反应后生成(CH3)‎2C===CH2；由信息②可知C为(CH3)2CHCH2OH，C在铜催化下被氧化得到D，D为(CH3)2CHCHO，D继续被氧化再酸化生成E，E为(CH3)2CHCOOH，F苯环上的一氯代物只有两种，说明其对称性高，可知其为对甲基苯酚，在光照下F苯环上的甲基发生二氯取代，由信息④知G水解酸化后得到对羟基苯甲醛，E和H在一定条件下发生分子间脱水生成。(6)满足条件的J的同分异构体在苯环上只有两个取代基，且含有醛基和羧基两种官能团，两取代基分别处于苯环的邻、间、对位置，这两个取代基可以分别是“—CHO与—CH2CH2COOH”、“—CHO与—CH(CH3)COOH”、“—CH2CHO与—CH2COOH”、“—CH2CH2CHO与—COOH”、“—CH(CH3)CHO与—COOH”、“—CH3与－CH(COOH)CHO”，共18种同分异构体。J的一种同分异构体发生银镜反应并酸化后，核磁共振氢谱有三组峰，且峰面积比为2∶2∶1，说明该物质对称性相当高，通常取代基处于苯环对位且两个取代基中碳原子数相同，由此可推知该有机物为 ‎[答案](1)2甲基2氯丙烷(或叔丁基氯)‎ 有机物结构推断的常用方法 ‎———————————————————————————————————‎ ‎ [演练1]　(2013·石家庄联考)已知A～J10种物质的转化关系如图所示：‎ 已知：①E分子中含有一个连有4个不同原子或原子团的碳原子。‎ ‎②C分子中核磁共振氢谱中显示有四种不同的氢原子，且峰面积之比为4∶3∶2∶1。‎ ‎③1molF与足量的新制氢氧化铜在加热条件下充分反应可生成2mol砖红色沉淀。‎ ‎④G为白色沉淀。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)A中含有的含氧官能团的名称是____________。‎ ‎(2)B的结构简式为____________________________。‎ ‎(3)E生成H的化学方程式为________________________________________________，‎ 该反应的反应类型是________________。‎ ‎(4)D的化学名称是________________________。‎ ‎(5)高分子化合物J的结构简式为________________。‎ ‎(6)与C具有相同的官能团和相同的官能团数目，且官能团不在同一个碳原子上的C的同分异构体共有________种，其中核磁共振氢谱有三种不同化学环境的氢原子，且峰面积之比为2∶2∶1的是________________(写结构简式)。‎ 解析：根据框图转化关系、C的分子式及信息②可知C为，由C生成F的条件及信息③可知F为，由E的分子式及信息①可知E为，由信息④可知D为NaCl，因此B为、H为CH2===CHCOOH、J为；逆推可知A为 答案：(1)羟基、酯基 ‎ (6)5HOCH2CH2CH2CH2OH ‎[演练2]　(2012·课标全国卷)对羟基苯甲酸丁酯(俗称尼泊金丁酯)可用作防腐剂，对酵母和霉菌有很强的抑制作用，工业上常用对羟基苯甲酸与丁醇在浓硫酸催化下进行酯化反应而制得。以下是某课题组开发的从廉价、易得的化工原料出发制备对羟基苯甲酸丁酯的合成路线：‎ 已知以下信息：‎ ‎①通常在同一个碳原子上连有两个羟基不稳定，易脱水形成羰基：‎ ‎②D可与银氨溶液反应生成银镜；‎ ‎③F的核磁共振氢谱表明其有两种不同化学环境的氢，且峰面积比为1∶1。‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)A的化学名称为________；‎ ‎(2)由B生成C的化学反应方程式为 ‎________________________________该反应的类型为________；‎ ‎(3)D的结构简式为__________________________________________________；‎ ‎(4)F的分子式为________________；‎ ‎(5)G的结构简式为________________________________________________________；‎ ‎(6)E的同分异构体中含有苯环且能发生银镜反应的共有________种，其中核磁共振氢谱有三种不同化学环境的氢，且峰面积比为2∶2∶1的是________________(写结构简式)。‎ 解析：解答本题可采取顺推和逆推相结合的方法。A显然是甲苯，在Fe的催化作用下，苯环上的氢会被取代，根据合成的目标产物——对羟基苯甲酸丁酯，可判断B是对氯甲苯。在光照条件下，B分子中甲基上的两个H被取代，生成物C是，根据信息①、②可知D是，E是，F是，G是 ‎(1)A的化学名称是甲苯。(2)由B生成C的化学方程式为。(3)D的结构简式为。(4)F的分子式为C7H4O3Na2。(5)G的结构简式为。(6)E的同分异构体能发生银镜反应，则含有HCOO—或—CHO。首先写出含有HCOO—或—CHO但不含Cl原子的有机物，有如下几种：‎ ‎，上述各物质的苯环上的一氯代物分别有3种、2种、4种、4种，共有13种。‎ 高考二轮化学总复习全国通用版专题四有机化学基础（2）‎ 有机物的合成 一、小试能力知多少(判断正误)‎ ‎(1)(2012·北京高考)乙酸、氯乙烯和乙二醇均可作为合成聚合物的单体(×)‎ ‎(2)(2012·浙江高考)有机物E(C6H10O3)经缩聚反应生成一种可用于制备隐形镜的高聚物F[(C6H10O3)n](×)‎ ‎(3)(2013·广东高考)化合物Ⅱ可由化合物Ⅲ合成：‎ 则化合物Ⅲ的结构简式为 (×)‎ ‎(4)(2013·浙江高考)和CO2反应生成可降解聚合物，该反应符合绿色化学的原则(√)‎ 二、必备知识掌握牢 ‎1．有机合成“三路线”‎ ‎(1)一元合成路线：R—CH===CH2卤代烃―→一元醇―→一元醛―→一元羧酸―→酯 ‎(2)二元合成路线：CH2===CH2X—CH2—CH2—X―→二元醇―→二元醛―→二元羧酸―→酯(链酯、环酯、聚酯)‎ ‎(3)芳香族化合物的合成路线 ‎2．官能团引入“六措施”‎ 引入官能团 引入方法 引入卤素原子 ‎①烃、酚的取代；‎ ‎②不饱和烃与HX、X2的加成；‎ ‎③醇与氢卤酸(HX)取代 引入羟基 ‎①烯烃与水加成；‎ ‎②醛、酮与氢气加成；‎ ‎③卤代烃在碱性条件下水解；‎ ‎④酯的水解；‎ ‎⑤葡萄糖发酵产生乙醇 引入碳碳双键；‎ ‎①某些醇或卤代烃的消去；‎ ‎②炔烃不完全加成 ‎③烷烃裂化 引入碳氧双键 ‎①醇的催化氧化；‎ ‎②连在同一个碳上的两个卤素原子水解；‎ ‎③含碳碳三键的物质与水加成 引入羧基 ‎①醛基氧化；‎ ‎②酯、肽、蛋白质、羧酸盐的水解 ‎①卤代：X2、铁屑；‎ ‎②硝化：浓硝酸与浓硫酸共热；‎ ‎③烃基氧化；‎ ‎④先卤代后水解 ‎3．官能团消除“四方法”‎ ‎(1)通过加成反应消除不饱和键(双键、三键、苯环)。‎ ‎(2)通过消去、氧化、酯化反应消除羟基。‎ ‎(3)通过加成或氧化反应消除醛基。‎ ‎(4)通过水解反应消除酯基、肽键、卤素原子。‎ ‎4．官能团改变“三路径”‎ ‎(1)通过官能团之间的衍变关系改变官能团。‎ 如醇―→醛―→酸。‎ ‎(2)通过某些化学途径使一个官能团变成两个。‎ 如①CH3CH2OH―→CH2===CH2―→CH2XCH2X―→CH2OHCH2OH ‎②CH2===CHCH2CH3―→CH3CHXCH2CH3―→CH3CH===CHCH3―→CH3CHXCHXCH3―→CH2===CHCH===CH2‎ ‎(3)通过某些手段改变官能团的位置。‎ 如CH3CHXCHXCH3―→CH2===CHCH===CH2―→CH2XCH2CH2CH2X 三、常考题型要明了 考查有机物的结构与性质 典例 考查有机合成中官能团的保护 演练1‎ 考查有机物的结构与性质及有机物的合成 演练2‎ ‎[典例]工业上用甲苯生产对羟基苯甲酸乙酯，其生产过程如下图。‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)有机物A的结构简式为_________________________________________________。‎ ‎(2)反应⑤的化学反应方程式(有机物写结构简式，要注明反应条件)：____________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)在合成线路中，设计第③和⑥这两步反应的目的是___________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎[解析]由甲苯合成对羟基苯甲酸乙酯的反应流程为：‎ ‎ [‎ ‎(3)保护酚羟基 有机合成中官能团的保护方法 在有机合成中，若使用到酸性KMnO4溶液等强氧化剂，结果却对原有机物分子结构中的碳碳双键、酚羟基、醇羟基等官能团起到了破坏作用，需要先将这些官能团保护起来，待KMnO4溶液氧化其他官能团后，再将其复原。具体过程可表示为：‎ ‎1．酚羟基的保护与复原 ‎2．醇羟基的保护与复原 ‎3．碳碳双键的保护与复原 ‎ [演练1]吡洛芬是一种用于治疗风湿病的药物，它的合成路线如下：‎ 已知：①　(易被氧化)‎ ‎②‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)B―→C的反应类型为__________________________________________________。‎ ‎(2)A―→B反应的化学方程式为_______________________________________________。‎ 从整个合成线路看，步骤A―→B的目的是______________________________________。‎ 解析：从合成路线中看出，B―→C的反应中需加入Cl2作反应物，Cl2具有强氧化性，而题目信息中—NH2易被氧化。故步骤A―→B的目的是保护—NH2，防止被Cl2氧化。‎ 答案：取代反应 保护—NH2，防止其被Cl2氧化 ‎[演练2]　(2013·江苏淮安调研)化合物E是一种医药中间体，常用于制备抗凝血药，可以通过如图所示的路线合成：‎ ‎(1)A中含有的官能团名称为________。‎ ‎(2)C转化为D的反应类型是________。‎ ‎(3)写出D与足量NaOH溶液完全反应的化学方程式：‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)1 mol E最多可与________mol H2加成。‎ ‎(5)写出同时满足下列条件的B的一种同分异构体的结构简式：_____________________。‎ A．能发生银镜反应 B．核磁共振氢谱只有4组峰 C．能与FeCl3溶液发生显色反应，水解时1mol可消耗3molNaOH ‎(6)已知工业上以氯苯水解制取苯酚，而酚羟基一般不易直接与羧酸酯化。苯甲酸苯酚酯()是一种重要的有机合成中间体。试写出以苯、甲苯为原料制取该化合物的合成路线流程图(无机原料任选)。‎ 合成路线流程图示例如下：‎ H‎2C===CH2CH3CH2BrCH3CH2OH 解析：(1)A为乙醛，官能团是醛基。(2)C为，它与CH3COCl发生取代反应生成D和HCl。(3)D中的酯基在足量NaOH溶液中发生水解反应，且水解生成的酚羟基也能与NaOH反应。(4)E中苯环及碳碳双键能与H2加成，但酯基不能与H2加成，1molE最多可与4molH2加成。(5)所写有机物应含有酚羟基和甲酸酯基，由核磁共振氢谱只有4组峰知，酚羟基只能在甲酸酯基的对位。‎ 答案：(1)醛基　(2)取代反应 ‎(6)‎ 解答有机合成题的思路与方法 有机合成与推断题中提供的材料和涉及的化学知识多数是新情境、新知识，这些新知识以信息的形式在题目中给出，要求学生通过阅读理解信息，进行分析、整理，利用联想、迁移、转换、重组等方法，找出规律，解决有关问题。其命题角度如下：‎ ‎(1)依据题目提供的有机合成路线进行物质结构推断。‎ ‎(2)依据题目提供的信息设计合理的有机合成路线。‎ ‎[典题]　(2013·江苏高考)化合物A(分子式为C6H6O)是一种有机化工原料，在空气中易被氧化。A的有关转化反应如下(部分反应条件略去)：‎ 已知：①R—BrR—MgBr ‎(R表示烃基，R′和R″表示烃基或氢)‎ ‎(1)写出A的结构简式：__________________________________________________。‎ ‎(2)G是常用指示剂酚酞。写出G中含氧官能团的名称：________和________。‎ ‎(3)某化合物是E的同分异构体，且分子中只有两种不同化学环境的氢。写出该化合物的结构简式：________(任写一种)。‎ ‎(4)F和D互为同分异构体。写出反应E→F的化学方程式：_________________________。‎ ‎(5)根据已有知识并结合相关信息，写出以A和HCHO为原料制备的合成路线流程图(无机试剂任用)。合成路线流程图示例如下：‎ H‎2C===CH2CH3CH2BrCH3CH2OH ‎[解析]本题考查有机合成和推断，意在考查考生对有机合成的综合分析能力。(1)A为苯酚，结构简式为。(2)G中含氧官能团为(酚)羟基和酯基。(3)根据分子中有两种不同化学环境的氢可推知，分子以O原子为中心呈对称结构，从而可以推断其结构简式为或。(4)F和D互为同分异构体，D为则F为，E→F为发生分子内脱水(消去反应)‎ ‎[答案](1)　(2)(酚)羟基酯基 ‎[名师支招]‎ 有机合成解题三方法 ‎[针对训练]‎ ‎(2013·南京模拟)我国科研人员从天然姜属植物分离出一种具有显著杀菌、消炎、解毒作用的化合物H。H的合成路线如下：‎ ‎(1)A→B的反应类型是________。‎ ‎(2)化合物B中的含氧官能团为________和________(填官能团名称)。‎ ‎(3)写出同时满足下列条件的B的一种同分异构体的结构简式：________。‎ Ⅰ.苯环上有两个取代基；Ⅱ.分子中有6种不同化学环境的氢原子；Ⅲ.既能与FeCl3溶液发生显色反应，又能发生银镜反应，水解产物之一也能发生银镜反应。‎ ‎(4)实现F→G的转化中，加入的化合物X(C12H14O3)的结构简式为________。‎ ‎(5)化合物是合成紫杉醇的关键化合物，请写出以 和CH3CHO为原料制备该化合物的合成路线流程图(无机试剂任用)。合成路线流程图示例如下：‎ CH2===CH2CH3CH2OHCH3CHO 解析：(1)由A→B可知，反应类型为取代反应。(2)化合物B中的含氧官能团为醛基和醚键。(4)由B→C的反应和F→G的变化，推出X的结构简式为。(5)由反应原料和CH3CHO及流程图中B→C的反应可知，两者可生成，选择弱氧化剂将醛基氧化为羧基，如新制的氢氧化铜，即生成，然后与Br2的四氯化碳溶液加成生成，最后水解、酸化生成目标产物。‎ 答案：(1)取代反应　(2)醛基醚键 ‎1．(2013·山东高考)聚酰胺66常用于生产帐篷、渔网、降落伞及弹力丝袜等织物，可利用下列路线合成：‎ 已知反应：R—CNR—COOH R—CNR—CH2NH2‎ ‎(1)能与银氨溶液反应的B的同分异构体的结构简式为________。‎ ‎(2)D的结构简式为____________________________________________________；‎ ‎①的反应类型为________。‎ ‎(3)为检验D中的官能团，所用试剂包括NaOH水溶液及________。‎ ‎(4)由F和G生成H的反应方程式为___________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：本题考查同分异构体的书写、反应类型、物质检验及反应方程式的书写，意在考查考生灵活运用有机物的结构和性质的关系进行推断的能力。(1)B的分子式是C4H8O，能与银氨溶液反应，则含有醛基，丙基有两种，所以B的同分异构体有CH3CH2CH2CHO、(CH3)2CHCHO。(2)‎ 生成D的反应是—OH被—Cl取代的反应，所以D是CH2ClCH2CH2CH2Cl。分析D和CH2(CN)CH2CH2CH2CN的结构知反应①是取代反应。(3)加NaOH溶液，D中的氯原子水解产生Cl－，然后加硝酸银溶液和稀硝酸检验Cl－。(4)F是HOOC(CH2)4COOH，G是H2N(CH2)6NH2，则两者发生缩聚反应生成H。‎ 答案：(1)CH3CH2CH2CHO、(CH3)2CHCHO ‎(2)CH2ClCH2CH2CH2Cl取代反应 ‎(3)HNO3、AgNO3‎ ‎2．(2013·大通模拟)甲酯除草醚(下图中E)是一种光合作用抑制剂，能被叶片吸收，但在植物体内传导速度较慢，它是芽前除草剂，主要用于大豆除草。某烃A合成E的路线如下：‎ ‎(1)写出A、C的结构简式：A________；C________。‎ ‎(2)写出C中官能团的名称：________________。‎ ‎(3)写出下列反应的化学方程式：‎ 反应⑤_____________________________________________________________；‎ 反应⑥______________________________________________________________，‎ 反应类型是________________________。‎ ‎(4)C的同分异构体有多种。写出核磁共振氢谱有四种不同化学环境的氢，且峰面积比为1∶2∶2∶2的四种有机物的结构简式：____________________________________________。‎ 解析：由反应①中光的条件和A的产物可以判断出A是甲苯，由B与甲醇经反应④‎ 可以推测出C是酯，C的结构简式为，反应⑤是硝化反应，有机物C引入了硝基，硝基的位置由最后的产物可以判断，D的结构简式为。‎ ‎ (2)氯原子、酯基 取代反应 ‎(4)(写出四种即可)‎ ‎3．(2013·西安模拟)化合物H是一种香料，存在于金橘中，可用如下路线合成：‎ 已知：R—CH===CH2RCH2CH2OH(其中B2H6为乙硼烷)‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)‎11.2L(标准状况)的烃A在氧气中充分燃烧可以生成‎88gCO2和‎45gH2O。‎ A的分子式是________________________________________________________________________。‎ ‎(2)B和C均为一氯代烃，它们的名称(系统命名)分别为 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)在催化剂存在下1molF与2molH2反应，生成3苯基1丙醇。F的结构简式是________________________________________________________________________。‎ ‎(4)反应①的反应类型是_________________________________________________。‎ ‎(5)反应②的化学方程式为___________________________________________________。‎ ‎(6)与G具有相同官能团的G的芳香类同分异构体共有四种，其中两种分别是和，另外两种的结构简式分别是___________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)0.5mol烃A中含有的碳原子的物质的量为‎88g÷‎44g·mol－1＝2mol，氢原子的物质的量为2×‎45g÷‎18g·mol－1＝5mol，所以A的分子式为C4H10。(2)B、C均能发生消去反应生成相同的物质，故A为2甲基丙烷，B、C的名称为2甲基1氯丙烷和2甲基2氯丙烷。(3)结合框图中F生成G的条件可知F中含有醛基，结合1molF与2molH2反应生成3苯基1丙醇可知F中含有一个碳碳双键，因此F为、G为 (4)由①的反应条件可知该反应为消去反应，D为(CH3)2CH===CH2。(5)结合给出的已知信息可知E为(CH3)2CH2CH2OH，反应②为G和E发生的酯化反应，因此H的结构简式为。(6)两个取代基位于苯环的邻位和对位，即 答案：(1)C4H10　(2)2甲基1氯丙烷、2甲基2氯丙烷 ‎4．(2013·南昌模拟)两种有机物A、B分子式均为C11H12O5，A或B在稀H2SO4中加热均能生成C和D。‎ 已知：①A、B、C、D能与NaHCO3反应；‎ ‎②只有A、C能与FeCl3溶液发生显色反应，且核磁共振氢谱显示苯环上有两种不同化学环境的氢原子；‎ ‎③H能使溴水褪色且不含有甲基；‎ ‎④F能发生银镜反应。‎ D能发生如下变化：‎ ‎(1)D→H的反应类型：___________________________________________________；‎ D中官能团名称：______________________________________________________。‎ ‎(2)写出C的结构简式：____________________________________________________。‎ ‎(3)D→G的化学方程式：____________________________________________________。‎ ‎(4)B在NaOH溶液中受热的化学方程式：____________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(5)C的同分异构体有多种，写出同时满足下列三个条件的同分异构体的结构简式：____________________、__________________、________________________。‎ ‎①苯环上一卤代物只有两种；②能与FeCl3溶液发生显色反应；③能发生银镜反应。‎ 解析：由D能与NaHCO3反应可知，D中含有羧基，由H不含甲基可知D中不含甲基，故D的结构简式为HOCH2CH2CH2COOH，因此H为CH2===CHCH2COOOH，I为 ‎，由D可推知E为，F为OHCCH2CH2COOH，两个HOCH2CH2CH2COOH分子脱去两分子水生成G，形成环酯，故G为。(1)D→H为消去反应。HOCH2CH2CH2COOH中含有羟基和羧基两种官能团。(2)A在稀硫酸中生成C和D，因为D的分子式为C4H8O3，故C中含有苯环，且有7个碳原子，由C能与FeCl3溶液发生显色反应可知C中苯环上有羟基，能与NaHCO3反应可知C中含有羧基，由苯环上有两种氢原子可知羧基在苯环上位于羟基的对位，故C为。(3)由上述分析可知，D生成G是酯化反应，其化学方程式为2HOCH2CH2CH2COOH。(4)由C、D的结构简式及B不能与FeCl3溶液发生显色反应但能与NaHCO3反应，可得出B的结构简式为，在NaOH溶液中受热发生反应生成、H2O和HOCH2CH2CH2COONa。(5)能与FeCl3溶液发生显色反应，说明苯环上含有羟基，能发生银镜反应说明含有醛基，再结合苯环上一卤代物只有两种可知，符合条件的同分异构体为 答案：(1)消去反应羟基、羧基 ‎5．(2013·湘潭模拟)保水剂使用的是高吸水性树脂，它是一种吸水能力特别强的功能高分子材料。无毒无害，反复释水、吸水，因此农业上人们把它比喻为“微型水库”。有机物Ⅰ为一种保水剂，可通过烃A经下列转化生成：‎ 提示：不能稳定存在。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)写出A和I的结构简式：A________，I________。‎ ‎(2)F中官能团的名称为________________。‎ ‎(3)反应②、⑥和⑦的反应类型：②________反应，⑥________反应，⑦________反应。‎ ‎(4)M是一种普遍使用的抗生素类药物，它是由2个F分子在一定条件下脱去两个水分子形成的环状酯，写出该反应的化学方程式：_______________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(5)D有两种能发生银镜反应且属于链状化合物的稳定同分异构体，请写出它们的结构简式：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：由D、E的分子式可知D、E中分别含有两个双键，结合反应条件可知D中含有一个醛基，E中含有一个羧基，由提示信息可知D、E分别为、，根据框图中的反应条件，逆推可知A、B、C分别为CH3CH===CH2、CH3CHBrCH2Br、CH3CH(OH)CH2OH；顺推可知F、G、H、I分别为CH3CH(OH)COOH、CH2===CHCOOH、CH2===CHCOONa、。(1)由上述分析可知A、I分别为CH3CH===CH2、。(2)F中的官能团为羟基、羧基。(3)反应②为CH3CHBrCH2Br生成CH3CH(OH)CH2OH，发生的是取代(水解)反应；反应⑥为生成CH3CH(OH)COOH，发生的是加成反应；反应⑦为CH3CH(OH)COOH生成CH2===CHCOOH，发生的是消去反应。‎ ‎(2)羟基、羧基 ‎(3)取代(或水解)　加成消去 ‎(5)OHCCH2CHO、HCOOCH===CH2‎ ‎6．(2013·北京海淀区模拟)具有抗HIV、抗肿瘤、抗真菌和延缓心血管老化的活性苯并呋喃衍生物(Q)的合成路线如下：‎ 已知：RCHO＋R1CH2CHOR1H2O(R、R1表示烃基或氢)‎ ‎(1)①A的名称是________。‎ ‎②D→E的反应类型是________。‎ ‎③F中含有的官能团有酯基、________和________(写名称)。‎ ‎④写出F与足量NaOH溶液共热反应的化学方程式：__________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)物质G可通过如下流程合成：‎ ‎1．‎08g的I与饱和溴水完全反应，生成‎2.66g白色沉淀，则I的结构简式为________。‎ 写出M→G中反应①的化学方程式：___________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)下列说法正确的是________(填序号)。‎ a．Y易溶于水 b．B能使酸性高锰酸钾溶液褪色 c．Q的分子式为C12H10O3‎ d．I与互为同系物 解析：由题给条件可知，A为CH3CHO，B为CH3CH===CHCHO，则D为CH3CH===CHCOOH，E为CH3CH===CHCOOCH3。由G的合成流程以及Y、F的结构简式推出G为，M为，J为，I为。(1)④F与足量NaOH溶液共热反应的化学方程式为BrCH2—CH===CH—COOCH3＋2NaOHNaBr＋CH3OH＋HO—CH2—CH===CH—COONa。(2)M→G中反应①的化学方程式为2＋O22‎ ‎＋2H2O。(3)Y中含有酯基，难溶于水；I为酚，为醇，不互为同系物。‎ 答案：(1)①乙醛②取代反应(或酯化反应)　③溴原子 碳碳双键④BrCH2—CH===CH—COOCH3＋2NaOHNaBr＋CH3OH＋HO—CH2—CH===CH—COONa ‎(3)bc ‎7．(2013·浙江高考)某课题组以苯为主要原料，采用以下路线合成利胆药——柳胺酚。‎ 已知：‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)对于柳胺酚，下列说法正确的是________。‎ A．1mol柳胺酚最多可以和2molNaOH反应 B．不发生硝化反应 C．可发生水解反应 D．可与溴发生取代反应 ‎(2)写出A→B反应所需的试剂________________________________________________。‎ ‎(3)写出B→C的化学方程式______________________________________________。‎ ‎(4)写出化合物F的结构简式_____________________________________________。‎ ‎(5)写出同时符合下列条件的F的同分异构体的结构简式________________________(‎ 写出3种)。‎ ‎①属酚类化合物，且苯环上有三种不同化学环境的氢原子； ②能发生银镜反应 ‎(6)以苯和乙烯为原料可合成聚苯乙烯，请设计合成路线(无机试剂及溶剂任选)。‎ 注：合成路线的书写格式参照如下示例流程图。‎ CH3CHOCH3COOHCH3COOCH2CH3‎ 解析：本题考查了有机物结构简式的书写、有机反应类型的判断、有机反应方程式的书写、限定条件下的同分异构体的书写等有机基础知识，意在考查考生的推断与分析能力。‎ 根据题意，可推出A为，B为，C为，D为，E为，F为。(1)A项，1mol柳胺酚最多可与3molNaOH反应；B项，柳胺酚可发生硝化反应；C项，柳胺酚结构中有肽键，可发生水解反应；D项，柳胺酚可与溴发生取代反应。(2)A→B反应所需的试剂是浓硝酸与浓硫酸的混合液。‎ 答案：(1)C、D　(2)浓HNO3/浓H2SO4‎ 高考二轮化学总复习全国通用版专题四有机化学基础3‎ 专题五　化学实验基础 第14讲化学实验常用仪器和基本操作 ‎[主干知识·数码记忆]‎ 化学实验常用仪器的使用 一、小试能力知多少(判断正误)‎ ‎(1)(2013·江苏高考)二氧化硅不与强酸反应，可用石英器皿盛放氢氟酸(×)‎ ‎(2)(2012·山东高考)高温焙烧时，用于盛放固体的仪器名称是蒸发皿(×)‎ ‎(3)(2012·福建高考)在50mL量筒中配制0.1000mol·L－1碳酸钠溶液(×)‎ ‎(4)(2012·四川高考)图中仪器a的名称是蒸馏烧瓶(×)‎ 二、必备知识掌握牢 ‎1．计量仪器使用的注意事项 ‎(1)二个精确度。‎ 量筒 粗量仪器 量筒越大，精确度越低 托盘天平 粗量仪器 精确度：‎‎0.1g 滴定管 精量仪器 精确度：0.01mL ‎(2)四个“‎0”‎刻度。‎ 量筒：无“0”刻度线，最大刻度在上方。‎ 温度计：“0”刻度一般在温度计的中下部 滴定管：“0”刻度在上方，使用前要查漏，用待装液润洗，要把液面调到“0”刻度或“0”刻度以下。‎ 托盘天平：“0”刻度在游码刻度尺的最左端，托盘天平使用时，首先将游码归零。‎ ‎2．仪器的创新使用 注意常用仪器的非常规使用及“一器多用”。‎ ‎(1)干燥管除用于干燥气体外，还可以用于防倒吸装置(如图A)、组装类似启普发生器装置(如图B)。‎ ‎(2)“万能瓶”的四种用途。‎ 广口瓶与导气管连接后可有多种用途(装置如图)：‎ ‎①洗气瓶：A进B出，如用饱和NaHCO3溶液除去CO2气体中的HCl气体。‎ ‎②贮气瓶：广口瓶中盛满液体，B进A出，如Cl2可用排饱和食盐水贮存，‎ ‎③集气瓶：若A进B出，可收集密度比空气大的气体，如CO2；若B进A出，可收集密度比空气小的气体，如H2。‎ ‎④安全瓶：在气体的制取与性质验证实验中连接该装置(瓶中不盛放任何试剂)，可有效地防止倒吸，起到安全瓶的作用(此时广口瓶中A管长度同B管)。‎ 三、常考题型要明了 考查化学实验仪器的选择和使用 典例 考查定量仪器的使用方法 演练1‎ 考查实验设计与仪器的使用 演练2‎ ‎[典例]　(2013·山东高考)利用实验器材(规格和数量不限)能完成相应实验的一项是(　　)‎ 选项 实验器材(省略夹持装置)‎ 相应实验 A 烧杯、玻璃棒、蒸发皿 CuSO4溶液的浓缩结晶 B 烧杯、玻璃棒、胶头滴管、滤纸 用盐酸除去BaSO4中少量BaCO3‎ C 烧杯、玻璃棒、胶头滴管、容量瓶 用固体NaCl配制0.5mol·L－1的溶液 D 烧杯、玻璃棒、胶头滴管、分液漏斗 用溴水和CCl4除去NaBr溶液中少量NaI ‎[解析]蒸发浓缩需要酒精灯，A项错误；过滤需要漏斗，B项错误；称量NaCl固体需要托盘天平，C项错误。‎ ‎[答案]D 仪器的选择方法 ‎[演练1]　(2013·长沙模拟)下列实验中所选用的仪器合理的是(　　)‎ A．用200mL量筒量取5.2mL稀硫酸 B．用250mL容量瓶配制250mL0.2mol/L的氢氧化钠溶液 C．用托盘天平称量‎11.75g氯化钠晶体 D．用碱式滴定管量取25.10mL溴水 解析：选BA项，应选用10mL量筒；C项，托盘天平的精确度为‎0.1g；D项，量取溴水应选用酸式滴定管。‎ ‎[演练2]　(2012·安徽高考)仅用下表提供的玻璃仪器(非玻璃仪器任选)就能实现相应实验目的的是(　　)‎ 选项 实验目的 玻璃仪器 A 分离乙醇和乙酸乙酯的混合物 分液漏斗、烧杯 B 用pH＝1的盐酸配制100mLpH＝2的盐酸 ‎100mL容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管 C 用溴水、淀粉KI溶液比较Br2与I2的氧化性强弱 试管、胶头滴管 D 用NH4Cl固体和Ca(OH)2固体制备并收集NH3‎ 酒精灯、烧杯、导管、集气瓶 解析：选CA项，分液一般用于分离两种互不相溶的液体，而乙醇与乙酸乙酯互相溶解，要分离这两种物质应该进行蒸馏操作，需用到蒸馏烧瓶、冷凝器等玻璃仪器，错误；B项，还需用到量筒等玻璃仪器，错误；C项用试管、胶头滴管即可实现实验目的，正确；制备、收集NH3用到的玻璃仪器还有大试管，D项错误。‎ 化学实验的基本操作 一、小试能力知多少(判断正误)‎ ‎(1)(2013·天津高考)用湿润的pH试纸测稀碱溶液的pH，测定值偏小(√)‎ ‎(2)(2012·新课标全国高考)液溴易挥发，在存放液溴的试剂瓶中应加水封(√)‎ ‎(3)(2010·江苏高考)用广泛pH试纸测得0.1mol/LNH4Cl溶液的pH＝5.2(×)‎ ‎(4)(2012·山东高考)中和滴定实验时，用待测液润洗锥形瓶(×)‎ 二、必备知识掌握牢 ‎1．化学实验操作的“第一步”‎ ‎(1)检查装置的气密性——制取气体、验证气体的性质等与气体有关的实验操作。‎ ‎(2)检查是否漏水——滴定管、容量瓶、分液漏斗等的使用。‎ ‎(3)调“‎0”‎点——天平等的使用。‎ ‎(4)验纯——点燃可燃性气体等。‎ ‎(5)分别取少量溶液——未知溶液的鉴别等。‎ ‎(6)湿润——用红色石蕊试纸、蓝色石蕊试纸、碘化钾淀粉试纸检验或验证某些气体时。‎ ‎2．化学实验基本操作中的“六不能”‎ 化学实验基本操作中的“不能”‎ 原因解释 酸式滴定管不能装碱性溶液，碱式滴定管不能装酸性及氧化性溶液 防止腐蚀滴定管 用量筒、滴定管量取液体时，不能仰视或俯视液面 防止读数有误差 不能不检查装置气密性就进行气体制备与性质实验 防止实验过程中漏气而使实验失败 不能不对可燃性气体验纯就进行可燃性气体的点燃或加热实验 防止爆炸 配制一定物质的量浓度的溶液时，不能直接将溶液倒入容量瓶中，应该用玻璃棒引流 防止液体流出 不能直接将pH试纸插入溶液中来测定溶液的酸碱性 防止对待测的溶液造成污染 三、常考题型要明了 考查化学实验的基本操作 典例 考查实验装置和操作 演练1‎ 考查化学实验的操作规范 演练2‎ ‎[典例]　(2012·山东高考)下列实验操作正确的是(　　)‎ A．中和滴定实验时，用待测液润洗锥形瓶 B．盛放NaOH溶液时，使用带玻璃塞的磨口瓶 C．用苯萃取溴水中的溴时，将溴的苯溶液从分液漏斗下口放出 D．NaCl溶液蒸发结晶时，蒸发皿中有晶体析出并剩余少量液体即停止加热 ‎[解析]A项错误，锥形瓶不能用待测液润洗；B项错误，氢氧化钠溶液能腐蚀玻璃；C项错误，苯的密度较小，溴的苯溶液应从上口倒出。‎ ‎[答案]D ‎[演练1]下列化学实验装置或操作正确的是(　　)‎ 解析：选D浓硫酸稀释不能在容量瓶中进行，更不能将水倒入浓硫酸中，A项错误；蒸馏时温度计水银球应在蒸馏烧瓶支管口处，B项错误；收集比空气密度大的NO2气体应长进短出，C项错误。‎ ‎[演练2]　(2013·长沙模拟)下列实验操作中正确的是(　　)‎ A．蒸馏实验中，温度计水银球应位于蒸馏烧瓶支管口处 B．制备乙酸乙酯的实验中，导管末端要插入饱和Na2CO3溶液液面下 C．分液操作中，待下层液体流出后，再将上层液体从分液漏斗下口放出 D．测定溶液的pH时，可用pH试纸蘸取少量待测液，并与标准比色卡对比 解析：‎ 选AA项，蒸馏操作中温度计测定的是气体的温度，故温度计水银球应位于蒸馏烧瓶支管口处；B项，为防止液体倒吸，导管末端不能插入碳酸钠溶液液面下，而应在接近液面处；C项，分液操作中，下层液体从下口放出后，上层液体应从上口倒出；D项操作中试纸会污染待测溶液用pH试纸测定溶液的pH时，应该用洁净的玻璃棒蘸取少量溶液点在pH试纸上。‎ 物质的分离和提纯 一、小试能力知多少(判断正误)‎ ‎(1)(2013·福建高考)分液时，分液漏斗中的上层液体应由上口倒出(√)‎ ‎(2)(2013·广东高考)用Na2S作沉淀剂，除去废水中的Cu2＋和Hg2＋(√)‎ ‎(3)(2012·北京高考)用蒸馏的方法分离Na2CO3溶液和CH3COOC2H5(×)‎ ‎(4)(2012·江苏高考)用如图所示装置除去Cl2中含有的少量HCl(×)‎ 二、必备知识掌握牢 ‎1．物质分离提纯的六种物理方法 ————— ‎2．物质分离提纯的八种化学方法 ‎3．用化学方法分离与提纯的三个要求 ‎(1)除杂试剂须过量，以保证杂质除净。‎ ‎(2)过量试剂须除尽，以确保不引入新的杂质。‎ ‎(3)除杂途径须最佳，除去多种杂质时要考虑加入试剂的先后顺序。‎ 三、常考题型要明了 考查混合物分离提纯方法的选择 典例 考查混合物分离的实验装置 演练1‎ 考查物质的除杂方法 演练2‎ ‎[典例]　(2013·重庆高考)按以下实验方案可从海洋动物柄海鞘中提取具有抗肿瘤活性的天然产物。(　　)‎ 下列说法错误的是(　　)‎ A．步骤(1)需要过滤装置 B．步骤(2)需要用到分液漏斗 C．步骤(3)需要用到坩埚 D．步骤(4)需要蒸馏装置 ‎[解析]滤液与不溶物是用过滤的方法分离的，A项正确；分离水层与有机层，需要分液漏斗，B项正确；溶液蒸发结晶应用蒸发皿，C项错误；用蒸馏的方法从有机层溶液中蒸出甲苯，D项正确。‎ ‎[答案]C 物质分离、提纯方法的选择 ‎————————————————————————————————————————‎ ‎[演练1]　(2012·北京高考)下列实验中，所选装置不合理的是(　　)‎ A．分离Na2CO3溶液和CH3COOC2H3，选④‎ B．用CCl4提取碘水中的碘，选③‎ C．用FeCl2溶液吸收Cl2，选⑤‎ D．粗盐提纯，选①和②‎ 解析：选A解答本题主要从物质的性质、实验原理、仪器的选择是否正确等角度去分析。CH3COOC2H5与Na2CO3溶液互不相溶，故应选择分液法将其分离，因此选③，A错；用CCl4提取碘水中的碘，应选择分液漏斗萃取分液，B正确；把Cl2通过盛有FeCl2溶液的洗气瓶，将Cl2吸收，C正确；粗盐提纯应先将粗盐溶于蒸馏水中，然后过滤除掉泥沙等不溶物，再蒸发、浓缩最后得到NaCl晶体，D正确。‎ ‎[演练2]为提纯下列物质(括号中为杂质)，所选除杂试剂和分离方法都正确的是(　　)‎ 选项 被提纯的物质(杂质)‎ 除杂试剂 分离方法 A NH3(H2O)‎ 浓硫酸 洗气 B H2O(Br2)‎ CCl4‎ 分液 C KCl固体(I2)‎ KOH溶液 加热 D SiO2(Al2O3)‎ NaOH溶液 过滤 解析：选B。NH3也能与浓H2SO4反应，A错误；用KOH溶液除去KCl中的I2时会引入KOH与I2反应生成的新杂质，C错误；SiO2、Al2O3都能跟NaOH溶液反应，不符合除杂的要求，D错误。‎ 教材实验装置的改进与创新 高考化学实验命题的一个突出特点是既来源于教材又高于教材，很多考题往往是对教材实验的改进和创新，特别是一些实验仪器、操作步骤的创新，如量气装置、防倒吸装置的改进等。因此，挖掘深化教材实验是解答此类问题的根本。‎ ‎[典题]　(2012·福建高考改编)MnO2与浓盐酸反应因盐酸浓度的下降而停止。为了测定反应残余液中盐酸的浓度，某探究小组进行了如下探究活动。将残留液与足量锌反应，测量生成H2的体积，该实验方案装置如图所示(夹持装置已略去)。‎ ‎(1)使Y形管中的残余清液与锌粒反应的正确操作是将________转移到________中。‎ ‎(2)反应完毕，每间隔1分钟读取气体体积，气体体积逐次减小，直至不变。气体体积逐次减小的原因是________(排除仪器和实验操作的影响因素)。‎ ‎[解析](1)为保证残余液中的盐酸完全反应，需将Y形管中的足量Zn粒加入到残余液中。‎ ‎(2)由于Zn和盐酸的反应为放热反应，故产生H2的温度高于室温，冷却至室温的过程中气体体积逐渐减小。‎ ‎[答案](1)Zn粒残余清液 ‎(2)装置内气体尚未冷却至室温 ‎[名师支招]‎ 教材实验的挖掘与应用——量气装置 量气装置是中学化学重要的实验装置，根据给出的仪器和实验目的的不同，教材中的装置(发散源)可拓展为以下几种量气装置，如图①所示。‎ 图①‎ 设计说明：装置(Ⅰ)读数时应上下移动乙管，使甲、乙两管液面相平，反应前后甲管中液体体积的差值即为气体体积，装置(Ⅱ)测量收集的气体体积时，应先将气体冷却至室温，再慢慢将量筒下移，使量筒内外的液面高度相同，再读取体积。使用装置(Ⅲ)进行实验时烧杯中的水面要没过漏斗颈，量筒中装满水，反应在漏斗中进行，量筒内气体的体积即为生成气体的体积。装置(Ⅳ)用于测量混合气体中被吸收(或不被吸收)气体的体积(混合气体体积为已知)，读数时使球形容器和量气管液面相平，量气管内增加的水的体积等于不被反应管内溶液吸收的气体的体积。‎ ‎[针对训练]‎ 某同学设计如图所示的装置分别进行不同的探究实验(夹持装置已略)，请回答下列问题：‎ 实验 试剂 制取气体 量气管中液体 Ⅰ Cu、稀HNO3‎ NO H2O Ⅱ NaOH固体、浓氨水 NH3‎ Ⅲ 镁铝合金、NaOH溶液 H2‎ H2O ‎(1)如何检查如图所示装置的气体性：_________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)该同学认为实验Ⅰ可通过收集并测量NO的体积来探究铜样品的纯度，你认为是否可行？________(填“可行”或“不可行”)，原因是___________________________________。‎ ‎(3)实验Ⅱ中量气管中的液体最好是________(填序号，下同)。‎ A．浓NaOH溶液B．氨水 C．煤油D．饱和氯化铵溶液 该实验剩余的NH3需要吸收处理。以下各种尾气吸收装置中，适用于吸收NH3，而且能防止倒吸的有________。‎ ‎(4)本实验需对量气管进行多次读数，读数时应注意：①将实验装置恢复到室温，②________，③视线与凹液面最低处相平。‎ ‎(5)实验Ⅲ获得以下数据(所有气体体积均已换算成标准状况下的体积，忽略滴入的液体体积对气体体积的影响)：‎ 编号 镁铝合金质量 量气管第一次读数 量气管第二次读数 ‎①‎ ‎1.0g ‎10.0mL ‎346.3mL ‎②‎ ‎1.0g ‎10.0mL ‎335.0mL ‎③‎ ‎1.0g ‎10.0mL ‎345.7mL 根据表中数据，可计算出镁铝合金中铝的质量分数为____________。‎ 解析：有关气体的实验中，在实验前必须进行装置气密性的检查，检查装置气密性常见的方法有微热法和液差法。‎ ‎(1)图中装置为一连通器，可利用液差法检查装置的气密性。‎ ‎(2)由于装置中存在空气，Cu与稀硝酸反应产生的NO会与空气中的O2反应生成NO2，NO2可与水反应生成HNO3，导致测得的NO气体体积偏小，进而计算得到的铜样品的纯度偏低。‎ ‎(3)NH3极易溶于水，要尽量降低NH3的溶解度，最好不用水和其他物质的水溶液，所以可选用有机溶剂煤油。吸收NH3时，A装置若发生倒吸，试管中的水会进入体积较大的双球洗气管，可防止液体继续被吸到前面的制气装置中。B装置倒置的漏斗插入到液面下，不能防止倒吸。C装置发生倒吸时，水进入长颈漏斗的球形部分，由于球形部分的体积较大，随着NH3的不断溶解和液体的自身重力作用，液体会回落到烧杯中。D装置中NH3在CCl4中不能溶解，气泡上升过程中遇到水才溶解，可防止倒吸。E装置中若发生倒吸，液体进入圆底烧瓶，会很快没过进气导管，然后被吸到前面的制气装置中，不能防止倒吸，F装置可防止倒吸。‎ ‎(4)该量气装置在读数前，应上下调节量气管使量气管与干燥管两端的液面相平。‎ ‎(5)观察表中数据，②中数据误差较大，应舍去。‎ V(H2)＝＝336.0 mL。‎ ‎2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑‎ ‎54 g‎3×22 400 mL m(Al) 336.0 mL 求得m(Al)＝＝‎0.27g，所以镁铝合金中铝的质量分数为×100%＝27%。‎ 答案：(1)关闭分液漏斗的旋塞和活塞K，向量气管中注入适量水，使量气管内的液面高于干燥管内的液面，静置，若液面不发生变化，则证明装置的气密性良好 ‎(2)不可行NO会与装置中的氧气反应，生成的NO2溶于水，使测得的NO体积偏小 ‎(3)CACDF ‎(4)使量气管与干燥管两端液面相平 ‎(5)27%‎ ‎1．实验室中以下物质的贮存方法，不正确的是(　　)‎ A．保存硫酸亚铁溶液时，要向其中加入少量硫酸和铁粉 B．少量金属钠保存在煤油中 C．少量液溴可用水封存，防止溴挥发 D．浓硝酸用带橡胶塞的细口、棕色试剂瓶盛放，并贮存在阴凉处 解析：选D浓硝酸具有强氧化性，能腐蚀橡胶塞。‎ ‎2．(2013·海南高考改编)下列关于仪器使用的说法正确的是(　　)‎ A．滴定管装滴定液时应先用蒸馏水洗净 B．锥形瓶用作反应容器时一定不能加热 C．蒸馏时温度计水银球可以高于蒸馏烧瓶支管口 D．振荡分液漏斗时应关闭玻璃塞和活塞 解析：选D滴定管装滴定液时应先用滴定液润洗，否则会使滴定液的浓度降低；锥形瓶可以垫石棉网加热；蒸馏时，温度计水银球应置于蒸馏烧瓶的支管口处。‎ ‎3．下列选用的相关仪器、用品不符合实验要求的是(　　)‎ A B C D 准确量取19.01mL水 新制氯水的保存 测定0.1mol/LNa2CO3溶液的pH 分离水和乙酸乙酯 ‎25mL酸式滴定管 带玻璃塞的棕色细口瓶 镊子、pH试纸、表面皿 分液漏斗、烧杯 解析：选C滴定管的测量精度为0.01mL，A项正确；新制氯水见光易分解，且易挥发，具有强氧化性，应用带玻璃塞的棕色细口瓶盛放，B项正确；测定溶液pH时，应用玻璃棒蘸取待测液，点在pH试纸上，再与标准比色卡对照，不能用镊子，C项错误；水和乙酸乙酯不相溶，可用分液的方法进行分离，故需用分液漏斗，D项正确。‎ ‎4．(2013·大连模拟)下列操作正确的是(　　)‎ A．只有②B．②③‎ C．③④D．全部错误 解析：选A①过滤操作中应用玻璃棒引流，①错误；②分离固体NaCl和碘单质可以采用升华的方法，②正确；③稀释浓硫酸时应“酸入水，沿器壁，慢慢倒，不断搅”，不应用玻璃棒引流，且配制溶液时不能在量筒中进行，③错误；④胶头滴管在滴加液体时不能伸入容器内，④错误。综上所述，A正确。‎ ‎5．(2013·临沂模拟)下列有关实验基本操作的说法错误的是(　　)‎ A．存放浓硝酸时，使用带玻璃塞的棕色玻璃瓶 B．酸碱中和滴定时，若未用待测液润洗锥形瓶，对测定结果无影响 C．用苯萃取溴水中的溴时，将溴的苯溶液从分液漏斗上口倒出 D．将Mg(OH)2浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗中过滤，洗涤并收集沉淀 解析：选DA项，浓HNO3见光分解且有强氧化性，故需要保存于带玻璃塞的棕色玻璃瓶中；B项，酸碱中和滴定时，锥形瓶不需要用待测液润洗，也不需要干燥；C项，苯的密度比水小，萃取后溴的苯溶液在上层，分液时，上层液体从分液漏斗上口倒出；D项，不能直接将Mg(OH)2浊液倒入过滤器中，应用玻璃棒引流且玻璃棒应靠在三层滤纸一侧。‎ ‎6．欲使混合物中的CuSO4·5H2O、NH4Cl、SiO2分离开，其必要的实验操作是(　　)‎ A．升华溶解过滤蒸发 B．溶解过滤萃取分液 C．加热溶解过滤结晶 D．溶解过滤分馏结晶 解析：选C先加热分离出NH4Cl，然后再溶解过滤得到SiO2固体和CuSO4溶液，最后蒸发结晶得到CuSO4·5H2O。‎ ‎7．(2013·福建高考)下列有关实验的做法不正确的是(　　)‎ A．分液时，分液漏斗中的上层液体应由上口倒出 B．用加热分解的方法区分碳酸钠和碳酸氢钠两种固体 C．配制0.1000mol·L－1氯化钠溶液时，将液体转移到容量瓶中需用玻璃棒引流 D．检验NH时，往试样中加入NaOH溶液，微热，用湿润的蓝色石蕊试纸检验逸出的气体 解析：选D本题考查化学实验知识，意在考查考生的化学实验素养。分液时，分液漏斗中的下层液体从漏斗的下口放出，上层液体从上口倒出，A项正确；碳酸钠稳定，受热不易分解，碳酸氢钠受热易分解，B项正确；配制一定物质的量浓度的溶液，将液体转移至容量瓶中时需用玻璃棒引流，C项正确；检验是否有氨气生成时，要加浓NaOH溶液，加热，并用湿润的红色石蕊试纸，看其是否变蓝，D项错误。‎ ‎8．(2013·南京模拟)仅用下表提供的玻璃仪器(非玻璃仪器任选)或实验装置就能实现相应实验目的的是(　　)‎ 选项 A B C D 实验目的 除去KCl中少量MnO2‎ 用10mol·L－1盐酸配制100mL0.1mol·L－1盐酸 用NaCl溶 液制备氯 化钠晶体 除去乙烯中少量SO2‎ 实验仪器或装置 烧杯、玻璃 棒、分液漏斗 ‎100mL容量瓶、玻璃棒、烧杯 解析：选CA项，MnO2难溶于水，KCl易溶于水，故采用过滤法，应该用普通漏斗而不是分液漏斗，A错误；B项，缺少量取盐酸的仪器，如酸式滴定管或移液管，B错误；D项，二氧化硫和乙烯均能与酸性KMnO4溶液反应，故不能达到除杂的目的，D错误。‎ ‎9．下列混合物的除杂方法与发生反应的类型均正确的是(　　)‎ 混合物 加入试剂或方法 反应类型 A 除去O2中的CO 通入炽热的氧化铜中 化合反应 B 除去CO2中的HCl 通入饱和碳酸氢钠溶液中 中和反应 C 除去碳酸钙中的碳酸钠 溶解、加入氯化钡溶液 复分解反应 D 除去氯化钠中的碳酸钠 加入适量盐酸、蒸发 复分解反应 解析：选DA选项，CO会转化成新杂质CO2；B选项，碳酸氢钠与盐酸发生复分解反应；C选项，溶解、过滤即可得到纯净的碳酸钙。‎ ‎10．下面所列的是中学化学实验室中几种常见的玻璃仪器：‎ ‎①温度计②容量瓶③滴定管④烧杯⑤圆底烧瓶⑥量筒⑦玻璃棒 ‎(1)在仪器上标明具体使用温度的是(不考虑温度计)________(填写编号)；可作反应容器并可加热的是________(填写编号)。‎ ‎(2)需要用温度计的实验是________(填写编号)。‎ ‎①石油分馏②浓硫酸稀释③测定硝酸钾的溶解度 ‎(3)玻璃棒的作用主要有以下三种。不同实验中其作用可能不完全相同，请回答下列问题：‎ ‎①搅拌②引流③蘸取溶液 A．在“用无水碳酸钠配制100mL0.12mol·L－1的碳酸钠溶液”的实验中，玻璃棒的作用是________(填写编号)。‎ B．在“用氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液、氯化钡溶液、盐酸、水等试剂除去粗盐中的Mg2＋、Ca2＋、SO等杂质离子以获得纯净的食盐”的实验中玻璃棒的作用可能是________(填写编号)。‎ 解析：(1)容量瓶上标有使用温度、容积和刻度线，没有“0”刻度；滴定管标有刻度、温度、“0”刻度；烧杯、圆底烧瓶可用作反应容器但必须间接加热；量筒是粗略测定液体体积的计量器，量筒不能用作反应容器。‎ ‎(2)测定硝酸钾的溶解度中用温度计测硝酸钾溶液的温度。(3)玻璃棒的作用主要有搅拌、引流、蘸取溶液、转移固体等。‎ 答案：(1)②③⑥④⑤　(2)①③　(3)A.①②B．①②③‎ ‎11．(2013·哈尔滨模拟)下面是中学化学中常用玻璃仪器组成的实验装置图(根据需要可在其中加入液体或固体)。请回答下列问题：‎ ‎(1)能用作干燥氨气的装置有________(填字母)。‎ ‎(2)既能用于收集氯气又能用于收集一氧化氮气体的装置有________(填字母)。‎ ‎(3)在氯气和铁反应的实验中，能添加在制氯气和反应装置之间以除去氯气中氯化氢等杂质气体的装置有________(填字母)。‎ ‎(4)能用于乙烯与溴水反应制二溴乙烷的实验装置有________(填字母)。‎ ‎(5)若用C装置作二氧化硫与烧杯中氢氧化钠溶液反应的实验，则其中广口瓶的作用是________________________________________________________________________。‎ ‎(6)为比较Fe3＋和Cu2＋对H2O2分解的催化效果，某同学设计了如图所示的实验。‎ ‎①可通过观察__________________的现象来定性比较得出结论。‎ ‎②有同学提出将CuSO4改为CuCl2更为合理，其理由是_______________________，你认为还可以作何改进？_________________。‎ 解析：(1)干燥氨气可选用碱石灰固体，上述能用作盛放固体干燥剂来干燥氨气的装置有D、E。‎ ‎(2)收集氯气既能用向上排空气法又能用排饱和食盐水法，收集一氧化氮气体不能用排空气法，但可用排水法，A、B装置既能用于收集氯气又能用于收集一氧化氮气体。‎ ‎(3)除去氯气中氯化氢等杂质气体，可用A装置(盛有饱和食盐水)。‎ ‎(4)乙烯气体通入溴水中制二溴乙烷，可用A装置(盛有溴水)。‎ ‎(5)用C装置做二氧化硫与烧杯中氢氧化钠溶液反应的实验，其中广口瓶的作用是防止倒吸。‎ ‎(6)比较Fe3＋和Cu2＋对H2O2分解的催化效果，看反应速率的快慢，可通过观察反应产生气泡的快慢或反应完成的先后或试管壁的冷热程度等现象来定性比较得出结论。‎ ‎②将CuSO4改为CuCl2更为合理，其理由是控制阴离子相同，排除阴离子的干扰，还可将FeCl3改为Fe2(SO4)3进行比较。‎ 答案：(1)DE　(2)AB　(3)A　(4)A　(5)防止倒吸 ‎(6)①反应产生气泡的快慢(或反应完成的先后或试管壁的冷热程度)　②控制阴离子相同，排除阴离子的干扰将FeCl3改为Fe2(SO4)3‎ ‎12．某废液中含有大量的K＋、Cl－、Br－，还有少量的Ca2＋、Mg2＋、SO。某研究性学习小组利用这种废液来制取较纯净的氯化钾晶体及液溴(Br2)，‎ 设计了如下流程图：‎ 可供选择的试剂：饱和Na2CO3溶液，饱和K2CO3溶液、KOH溶液、BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液、H2O2溶液、KMnO4溶液(H＋)、稀盐酸。‎ 请根据流程图，回答相关问题：‎ ‎(1)试剂a应该选用________。‎ ‎(2)操作①②③④⑤的名称是________(填序号)。‎ A．萃取、过滤、分液、过滤、蒸发结晶 B．萃取、分液、蒸馏、过滤、蒸发结晶 C．分液、萃取、过滤、过滤、蒸发结晶 D．萃取、分液、分液、过滤、蒸发结晶 ‎(3)除去无色液体Ⅰ中的Ca2＋、Mg2＋、SO，选出试剂b(试剂b代表一组试剂)所代表的试剂，按滴加顺序依次是______________________(填化学式)。‎ ‎(4)调节pH的作用是________，操作方法是_________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(5)操作⑤中用到的瓷质仪器名称是_____________________________________。‎ 解析：(1)由加入的CCl4及得到的深红棕色液体知，试剂a能将Br－氧化为Br2，试剂a应具有氧化性，所以应选用H2O2溶液。‎ ‎(2)由流程图知，无色液体Ⅰ中含有K＋、Cl－、Ca2＋、Mg2＋、SO，无色液体Ⅲ中只含有K＋、Cl－，则试剂b的作用是除去Ca2＋、Mg2＋、SO。操作①是萃取，操作②是将互不相溶的两种液体分开——分液，操作③是将沸点不同的、互溶的两液体分开——蒸馏，操作④是将溶液与沉淀分开——过滤，操作⑤是将KCl从其水溶液中提取出来——结晶。‎ ‎(3)由于除杂时除杂试剂需过量，且不能引入新杂质，所以除去Ca2＋，选用饱和K2CO3溶液；除去Mg2＋，选用KOH溶液；除去SO，选用BaCl2溶液。而且只要满足BaCl2溶液在饱和K2CO3溶液之前加入即可。‎ ‎(4)由以上知，无色液体Ⅱ中还含有杂质离子CO和OH－，需用盐酸来除去过量的OH－及CO ‎，调节pH＝7的操作方法是滴加盐酸，无气体产生时，用pH试纸测定至pH＝7。‎ ‎(5)由于操作⑤是蒸发结晶，所以该操作用到的瓷质仪器是蒸发皿。‎ 答案：(1)H2O2溶液　(2)B　(3)BaCl2溶液、饱和K2CO3溶液、KOH溶液(或KOH溶液、BaCl2溶液、饱和K2CO3溶液或BaCl2溶液、KOH溶液、饱和K2CO3溶液)　(4)除去过量的OH－及CO滴加稀盐酸，无气体产生时，用pH试纸测定至pH＝7　(5)蒸发皿 ‎13．(2013·新课标全国卷Ⅱ)正丁醛是一种化工原料。某实验小组利用如下装置合成正丁醛。‎ 发生的反应如下：‎ CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CHO 反应物和产物的相关数据列表如下：‎ 沸点/℃‎ 密度/(g·cm－3)‎ 水中溶解性 正丁醇 ‎117.2‎ ‎0.8109‎ 微溶 正丁醛 ‎75.7‎ ‎0.8017‎ 微溶 实验步骤如下：‎ 将‎6.0gNa2Cr2O7放入100mL烧杯中，加30mL水溶解，再缓慢加入5mL浓硫酸，将所得溶液小心转移至B中。在A中加入‎4.0g正丁醇和几粒沸石，加热。当有蒸汽出现时，开始滴加B中溶液。滴加过程中保持反应温度为90～95℃，在E中收集‎90℃‎以下的馏分。‎ 将馏出物倒入分液漏斗中，分去水层，有机层干燥后蒸馏，收集75～77℃馏分，产量‎2.0g。‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)实验中，能否将Na2Cr2O7溶液加到浓硫酸中，说明理由_________________________。‎ ‎(2)加入沸石的作用是________。若加热后发现未加沸石，应采取的正确方法是________。‎ ‎(3)上述装置图中，B仪器的名称是________，D仪器的名称是________。‎ ‎(4)分液漏斗使用前必须进行的操作是________(填正确答案标号)。‎ a．润湿b．干燥c．检漏d．标定 ‎(5)将正丁醛粗产品置于分液漏斗中分离水时，水在________层(填“上”或“下”)。‎ ‎(6)反应温度应保持在90～‎95℃‎，其原因是________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：本题主要考查正丁醛制备实验的相关知识，意在考查考生化学实验基本操作及处理实验问题的能力。(1)应该将浓硫酸倒入水溶液中，否则容易引起酸液飞溅。(2)加沸石可防止液体暴沸，如果忘记加入，必须等烧瓶冷却后再补加。(4)分液漏斗使用前必须检漏。(5)正丁醛的密度比水小，故水在下层。(6)反应温度过低，不利于反应进行和正丁醛的及时蒸出，温度过高，则易导致正丁醛的进一步氧化，故反应温度应保持在90～95℃。‎ 答案：(1)不能，易迸溅　(2)防止暴沸冷却后补加　(3)分液漏斗直形冷凝管　(4)c　(5)下　(6)既可保证正丁醛及时蒸出，又可尽量避免其被进一步氧化 高考二轮化学总复习全国通用版专题四有机化学基础5‎ 第17讲化学与技术 ‎[主干知识·数码记忆]‎ 化学与资源的开发利用 一、小试能力知多少(判断正误)‎ ‎(1)(2013·福建高考)从海水中提取物质都必须通过化学反应才能实现(×)‎ ‎(2)(2013·山东高考)煤经过气化和液化等物理变化可转化为清洁燃料(×)‎ ‎(3)(2013·安徽高考)我省盛产矿盐(主要成分是NaCl，还含有SO等其他可溶性杂质的离子)，由矿盐生产食盐，除去SO最合适的试剂是Ba(NO3)2(×)‎ ‎(4)(2012·海南高考)污水经过一级、二级处理后，还含有Cu2＋、Hg2＋、Pb2＋等重金属离子，可加入沉淀剂纯碱溶液使其沉淀(√)‎ 二、必备知识掌握牢 ‎1．获取洁净水的四种方法 ‎2．海水的综合利用 ‎(1)海水制盐：‎ 以蒸发法为主，其原理简单，得到的盐为粗盐。‎ ‎(2)氯碱工业：‎ ‎①精制食盐水：‎ 加NaOH、BaCl2、Na2CO3溶液除去食盐水中的Mg2＋、Fe3＋、Ca2＋、SO，用盐酸调节pH后再经离子交换法进一步除去Ca2＋、Mg2＋。‎ ‎②核心技术——电解：‎ 阴极：2H＋＋2e－===H2↑；阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑；总反应式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。‎ ‎③核心设备——电解槽：‎ a．首要问题：防止产物间反应：H2＋Cl2===2HCl；Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O；‎ b．电极选择：石墨作阳极，碳钢网作阴极；‎ c．种类：隔膜电解槽、离子交换膜电解槽。‎ ‎3．煤与石油的综合利用 ‎(1)煤的综合利用：‎ ‎(2)石油加工及其应用：‎ 三、常考题型要明了 考查煤、石油的综合利用 典例 考查煤的综合利用及污染防治 演练1‎ 考查水处理的方法 演练2‎ ‎[典例]　(2012·山东高考)石油和煤炭加工过程涉及多种技术和设备。‎ ‎(1)石油分馏时，在不断向________(填工业设备名称)内投放原料的同时获得产品，该过程为________操作过程。‎ ‎(2)石油裂化分为热裂化、________和加氢裂化，裂化的目的是提高________的产量。‎ ‎(3)煤的洗选是为了降低原煤中灰分和________的含量。煤的流化床燃烧是指空气从底部吹向煤炭颗粒，并使全部煤炭颗粒________进行燃烧的过程。‎ ‎(4)煤的直接液化是煤与适当溶剂混合后在高温和________存在下与________作用生成液体燃料的过程。‎ ‎[解析](1)石油分馏时，向分馏塔中不断加入原料的同时就可在分馏塔上下两部分得到产品，因而石油的分馏是一个连续操作过程。(2)为了提高原油炼制过程中轻质燃油特别是汽油的产量，通常采用裂化的方法进行深加工，石油的裂化分为热裂化、催化裂化和加氢裂化。(3)煤的洗选技术是通过物理方法和表面化学方法将原煤中的可燃物和非可燃物进行分离，使灰分和硫的含量显著降低，从而减少燃烧中烟尘、二氧化硫等污染物的排放。煤的流化床燃烧是指空气从底部吹向煤炭颗粒，并使全部煤炭颗粒浮动进行燃烧的过程。(4)煤的直接液化是煤与适当溶剂混合后在高温和催化剂存在下与氢气作用生成液体燃料的过程。‎ ‎[答案](1)分馏塔连续　(2)催化裂化轻质燃料油(或汽油)　(3)硫(S)　浮动　(4)催化剂氢气(H2)‎ 四组相近概念辨析 ‎(1)分馏和干馏：‎ 分馏是对石油固有成分的分离，是物理变化；干馏是对煤隔绝空气加强热分解得到新产物，是化学变化。‎ ‎(2)煤和焦炭：‎ 煤是以碳元素为主的复杂有机物和无机物组成的混合物，而焦炭的成分主要是碳单质。‎ ‎(3)天然气和焦炉气：‎ ‎①天然气是一种化石燃料，它蕴藏在地层内，从气井上开采的可燃性气体，其含有CH4、C2H6、C3H8等小分子烷烃，主要成分是CH4，它既是一种重要的能源，又是一种重要的工业资源。‎ ‎②焦炉气是煤干馏所得产物之一，其主要成分是H2、CH4、CO、C2H4等，它也是重要的气体燃料和化工原料。‎ ‎(4)裂化和裂解：‎ 石油裂化的目的是为了提高轻质燃料(汽油、煤油和柴油等)的产量，特别是提高汽油的产量；裂解是采用更高的温度，使其中的长链烃断裂成乙烯、丙烯等小分子烃。‎ ‎——————————————————————————————————————‎ ‎[演练1]煤是重要的能源，也是化工生产的重要原料。‎ ‎(1)煤燃烧产生的废气直接排放到空气中，可能导致的环境污染问题是______________。‎ ‎(2)如图是对煤燃烧产生的废气进行脱硫处理的流程示意图。‎ ‎①废气脱硫过程中，主要反应的化学方程式为____________、_____________‎ ‎_________。‎ ‎②在煤中直接添加一种物质，可有效减少煤燃烧产生的SO2，该物质是________(写出一种即可)。‎ ‎③石膏在工业生产中的用途是________(写出一种用途即可)。‎ ‎(3)煤经过________(填加工方法)可以得到出炉煤气、煤焦油和焦炭。煤焦油经过________(填加工方法)可得到芳香族化合物。煤也可以用氢化法转化成燃油，氢化法的本质是__________________________。‎ 解析：(1)煤燃烧产生大量的烟尘和SO2，其中烟尘会造成粉尘污染，SO2会形成酸雨。‎ ‎(2)①脱硫过程中主要发生两个反应：SO2转化为CaSO3，CaSO3转化为CaSO4，其化学方程式为：SO2＋CaCO3CaSO3＋CO2,2CaSO3＋O2===2CaSO4。‎ ‎②向煤中加入生石灰，即可吸收煤燃烧产生的SO2，使其最终转化为CaSO4。‎ ‎③石膏在医疗上用于石膏绷带，建筑上用作装饰材料。‎ ‎(3)煤经干馏制得焦炭、煤焦油和焦炉气，而煤焦油经分馏后可得苯、二甲苯等芳香族化合物。‎ 答案：(1)酸雨、粉尘污染(答出一项即可)‎ ‎(2)①SO2＋CaCO3CaSO3＋CO22CaSO3＋O2===2CaSO4②CaCO3、CaO或Ca(OH)2③医用、建筑材料、模型 ‎(3)干馏分馏增加煤中氢元素含量，提高氢原子数与碳原子数的比值 ‎[演练2]　(2013·天津模拟)水处理技术在生产、生活中应用广泛。‎ ‎(1)含有较多________的水称为硬水。硬水加热后产生碳酸盐沉淀的离子方程式为______________________________________(写出一个即可)。‎ ‎(2)将RH型阳离子交换树脂和ROH型阴离子交换树脂串接来软化天然硬水，应先使硬水通过________(填“RH”和“ROH”)型离子交换树脂，原因是____________________________。‎ ‎(3)通过施加一定压力使水分子通过半透膜而将大分子或离子截留，从而获得纯净水的方法称为________。电渗析法净化水时，使离子通过半透膜的推动力是________。‎ ‎(4)检验蒸馏水的纯度时，最简单易行的方法是测定水的________。‎ 解析：离子交换法净水用的“RH”型阳离子交换树脂可以将水中的阳离子用“H＋”交换出来，“ROH”型阴离子交换树脂可以将水中的阴离子用“OH－”交换出来。明白此原理第(2)问即可解答出来。‎ 答案：(1)Ca2＋、Mg2＋Ca2＋＋2HCOCaCO3↓＋H2O＋CO2↑(或Mg2＋＋2HCOMgCO3↓＋H2O＋CO2↑)‎ ‎(2)RH先通过阴离子交换树脂可能产生Mg(OH)2等沉淀而影响树脂交换效果 ‎(3)反渗透法电势差(或电场力)‎ ‎(4)电导率(或电阻率)‎ 化学与工农业生产 一、小试能力知多少(判断正误)‎ ‎(1)(2013·安徽高考)工业上通过电解氯化钠溶液制备金属钠和氯气(×)‎ ‎(2)(2013·哈尔滨模拟)工业上制H2SO4过程中SO2氧化条件一般选择高温、高压、催化剂(×)‎ ‎(3)(2013·广州模拟)侯德榜制碱法最终制得的是纯碱(√)‎ ‎(4)(2013·烟台模拟)工业合成氨时可通过大幅度提高原料中氮气的比例来提高氢气的转化率(×)‎ 二、必备知识掌握牢 ‎1．硫酸工业生产中的四个“三”‎ ‎2．氨氧化法制硝酸的三反应与三设备 ‎(1)三反应：4NH3＋5O24NO＋6H2O，‎ ‎2NO＋O2===2NO2，‎ ‎3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。‎ ‎(2)三设备：热交换器、转化器、吸收塔。‎ ‎3．纯碱生产“两方法”‎ 氨碱法(索尔维)‎ 联合制碱法(侯德榜)‎ 原理 NaCl(饱和)＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl ‎2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O↑‎ 原料 NaCl、NH3、CaCO3(制备CO2和CaO)‎ NaCl、NH3、CO2‎ 生产流程 优、缺点 原料便宜、步骤简单，但是产生大量CaCl2，食盐利用率低 产品纯度高，原料利用率高，同时得到氮肥NH4Cl 三、常考题型要明了 考查制取硫酸和纯碱的生产原理 典例 考查工业制硫酸 演练1‎ 考查硝酸的工业生产原理 演练2‎ ‎[典例]　(2012·长春一模)Ⅰ.目前，我国采用“接触法”制硫酸，设备如图所示：‎ ‎(1)图中设备A的名称是________________，该设备中主要反应的化学方程式为________‎ ‎______________________________________________________________________________。‎ ‎(2)有关接触法制硫酸的下列说法中，不正确的是________________________________。‎ A．二氧化硫的接触氧化在接触室中发生 B．吸收塔用浓度为98.3%浓硫酸吸收三氧化硫 C．煅烧含硫48%的黄铁矿时，若FeS2损失了2%，则S损失2%‎ D．B装置中反应的条件之一为较高温度是为了提高SO2的转化率 E．硫酸工业中在接触室安装热交换器是为了利用SO3转化为H2SO4时放出的热量 ‎(3)科研工作者开发了一种先制备SO2，再用电化学原理生产硫酸的方法，装置如图所示。为了稳定技术生产，硫酸的浓度应维持不变，则通入的SO2和水的质量比为________。‎ Ⅱ.纯碱是一种重要的化工原料。目前制碱工业主要有“‎ 氨碱法”和“联合制碱法”两种工艺。请按要求回答问题：‎ ‎(1)“氨碱法”产生大量CaCl2废弃物，请写出该工艺中产生CaCl2的化学方程式：________________________________________________________________________；‎ ‎(2)写出“联合制碱法”有关反应的化学方程式：________________________；______________________________。‎ ‎(3)CO2是制碱工业的重要原料，“联合制碱法”中CO2来源于________，“氨碱法”中CO2来源于______________________________。‎ ‎[解析]Ⅰ.(1)“接触法”制硫酸的设备有沸腾炉、接触室或催化反应室和吸收塔。沸腾炉中发生反应的化学方程式为：4FeS2＋11O28SO2＋2Fe2O3，接触室中反应的化学方程式为：2SO2＋O22SO3，吸收塔中反应的化学方程式为SO3＋H2O===H2SO4。‎ ‎(2)由于SO3与H2O反应时易形成酸雾且吸收效率低，所以常用98.3%的浓硫酸作吸收剂。由于SO2氧化成SO3为放热反应，升高温度有利于提高化学反应速率，不利于提高SO2的转化率，接触室中的热交换器是利用SO2氧化成SO3放出的热量来预热SO2，实现能量的充分利用。‎ ‎(3)发生反应的化学方程式为2SO2＋O2＋2H2O===2H2SO4，设通入SO2与H2O的质量比为x∶y，反应后生成的H2SO4与H2O的质量比一定为1∶1，则＝，整理得＝。‎ Ⅱ.“氨碱法”中过滤NaHCO3后剩余的NH4Cl与Ca(OH)2反应生成NH3，以循环利用NH3，但是反应生成的CaCl2为废弃物，而“联合制碱法”中，向NH4Cl溶液中加入NaCl就析出NH4Cl固体，且利用NaHCO3分解产生的CO2作为原料气通入NaCl溶液中。‎ ‎[答案]Ⅰ.(1)沸腾炉4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2‎ ‎(2)DE　(3)16∶29‎ Ⅱ.(1)2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O ‎(2)NH3＋H2O＋CO2＋NaCl(饱和)===NaHCO3↓＋NH4Cl2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O↑‎ ‎(3)合成氨厂煅烧石灰石 化学原理在硫酸工业生产中的应用 ‎1．化学反应速率和化学平衡原理 ‎(1)增大化学反应速率的措施：‎ ‎①升高温度。②使用催化剂。③在沸腾炉中燃料燃烧时，将原料粉碎，增大与空气的接触面积。‎ ‎(2)反应条件的选择：‎ ‎①温度：‎400℃‎～‎500℃‎，根据平衡移动原理，应在低温下进行，但低温时催化剂的活性不高，反应速率低，实际生产中采用‎400℃‎～‎500℃‎的温度。②常压：根据平衡移动原理，应在高压下进行，但增大压强对SO2的转化率提高不大，且加压会增大成本和能量消耗，而常压下的转化率已很高，实际生产中采用常压操作。‎ ‎③适当过量的空气：提高SO2的转化率。‎ ‎2．逆流原理 沸腾炉中原料从炉顶落下，热空气从炉底吹入，使原料与助燃气体充分接触，反应进行彻底充分；吸收塔中使用大量耐酸瓷环(片)，浓硫酸从塔顶喷下，三氧化硫气体从塔底吹入，提高吸收程度。‎ ‎3．热交换原理 由于2SO2＋O22SO3是放热反应，在接触室内使用热交换器，用反应后的热气体预热接触室的原料气，达到节约能源，降低生产成本的目的。‎ ‎4．循环操作原理 由于2SO2＋O22SO3是可逆反应，尾气中还有一定的SO2和O2，再通过一定措施将这部分气体送回接触室，提高原料利用率，同时减少废气排放。‎ ‎——————————————————————————————————————‎ ‎[演练1]　(2013·陕西渭南模拟)硫酸工业生产应考虑综合经济效益问题。‎ ‎(1)若从下列四个城市中选择一处新建一座硫酸厂，你认为厂址选在________的郊区(填选项的标号)。‎ A．有丰富黄铁矿资源的城市 B．风光秀丽的旅游城市 C．消耗硫酸甚多的工业城市 D．人口稠密的文化、商业中心城市 ‎(2)据测算，接触法制硫酸过程中，若反应热都未被利用，则每生产1t98%硫酸需消耗3.6×105kJ能量，请通过计算判断，若反应：SO2(g)＋O2(g)SO3(g)　ΔH＝－98.3kJ·mol－1，放出的热量能在生产过程中得到充分利用，则每生产1t98%硫酸只需外界提供(或可向外界输出)________能量。‎ ‎(3)CuFeS2是黄铁矿的另一成分，煅烧时，CuFeS2转化为CuO、Fe2O3和SO2，该反应的化学方程式为________________________________________。‎ ‎(4)由硫酸厂沸腾炉排出的矿渣中含有Fe2O3、CuO、CuSO4(由CuO与SO3‎ 在沸腾炉中化合而成)，其中硫酸铜的质量分数随沸腾炉温度不同而变化(如下表)：‎ 沸腾炉温度/℃‎ ‎600‎ ‎620‎ ‎640‎ ‎660‎ 矿渣中CuSO4的质量分数%‎ ‎9.3‎ ‎9.2‎ ‎9.0‎ ‎8.4‎ 已知CuSO4在低于‎660℃‎时不会分解，请简要分析上表中CuSO4的质量分数随温度升高而降低的原因：____________________________________________。‎ 解析：(2)生产1t98%的硫酸需合成n(SO3)＝(1×‎106g×98%)÷‎98g·mol－1＝10000mol，故在硫酸生产过程中若放出的热量能在生产过程中得到充分利用，则每生产1t98%的硫酸可向外界输出的热量为10000mol×98.3kJ/mol－360000kJ＝6.23×105kJ。(4)由题意知CuSO4在低于‎660℃‎时不会分解，然而在由‎600℃‎升至‎660℃‎的过程中矿渣中CuSO4的质量分数却在减小，其原因一定是反应物SO3在减少，理由是随温度升高，平衡向逆反应方向移动，SO3的物质的量减少，所以CuSO4的量减少。‎ 答案：(1)C　(2)6.23×105kJ ‎(3)4CuFeS2＋13O2===4CuO＋2Fe2O3＋8SO2‎ ‎(4)SO2转化为SO3是正反应放热的可逆反应，随温度升高，平衡向逆反应方向移动，SO3的物质的量减少，所以CuSO4的量减少(或温度升高，SO3的物质的量减少，故CuSO4的量减少)‎ ‎[演练2]　(2013·广州模拟)工业上常用氨氧化法生产硝酸，其过程包括氨的催化氧化(催化剂为铂铑合金丝网)、一氧化氮的氧化和水吸收二氧化氮生成硝酸。请回答下列问题：‎ ‎(1)氨催化氧化的化学方程式为____________________________；‎ ‎(2)原料气中空气必须过量，其主要原因是____________________________________；‎ ‎(3)将铂铑合金做成薄丝网的主要原因是__________________________________；‎ ‎(4)水吸收二氧化氮生成硝酸为放热反应，其化学方程式为_____________________，为了提高水对二氧化氮的吸收率，可采取的措施为____________(答两项)。‎ 解析：(2)根据平衡原理，增大反应物的浓度，平衡向正反方向移动，以提高原料的转化率；(3)增大铂铑合金的表面积，使接触面积增大，提升催化的效果；(4)为了提高吸收率，可根据溶解过程放热采用降温处理，且气体的吸收可用加压的方式。‎ 答案：(1)4NH3＋5O‎24NO＋6H2O ‎(2)提高氨的转化率和一氧化氮的转化率 ‎(3)增大催化剂与反应物的接触面积 ‎(4)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO加压、降温 化学与材料的制造和应用 一、小试能力知多少(判断正误)‎ ‎(1)(2013·山东高考)合成纤维、人造纤维及碳纤维都属于有机高分子材料(×)‎ ‎(2)(2012·广东高考)新型复合材料使手机、电脑等电子产品更轻巧、实用和新潮(√)‎ ‎(3)(2009·天津高考)制作航天服的聚酯纤维和用于光纤通信的光导纤维都是新型无机非金属材料(×)‎ ‎(4)(2013·海淀模拟)在高炉炼铁过程中，增加炼铁高炉的高度能提高CO的转化率(×)‎ ‎(5)(2013·济南模拟)航天飞机上的隔热陶瓷属于复合材料(√)‎ 二、必备知识掌握牢 ‎1．新型无机非金属材料 性能与应用 新型 陶瓷 碳化硅 ‎(SiC)‎ 硬度大、熔点高、化学性质稳定，可作优质磨料和航天器涂层材料 氮化硅 ‎(Si3N4)‎ 硬度大、熔点高、化学性质稳定，可用于制造轴承、汽轮机叶片、发动机受热面等 单晶硅 半导体材料，制作计算机芯片、集成电路 碳单质 金刚石 新一代信息材料 石墨 电的良导体、化学性质稳定，用作电极 C60‎ 在新型储氢材料、复合材料、纳米材料、超导体的制造方面前景广阔 ‎2．炼铁与炼铝的比较 炼铁 炼铝 原理 在高温下用还原剂将铁从其氧化物中还原出来 电解熔融的氧化铝 阳极：6O2－－12e－===3O2↑‎ 阴极：4Al3＋＋12e－===4Al 原料 铁矿石、焦炭、石灰石和空气 冰晶石(Na3AlF6)、氧化铝 设备 炼铁高炉 电解槽 主要化学反应 Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2‎ ‎2Al2O3 ‎4Al＋3O2↑‎ ‎3．合成有机高分子材料的化学反应 加成聚合反应 缩合聚合反应 含义 许多小分子(含不饱和键)通过加成反应形成高聚物的聚合反应 许多小分子通过缩合形成高聚物，同时有小分子生成的聚合反应 单体 特征 含不饱和键如碳碳双键、碳碳三键或环状结构 含有能够相互反应的官能团，如—COOH和—OH、—NH2等 单体种 类数 相同或不同的单体 相同或不同的单体 高聚物 特征 链节与单体的组成相同 链节与单体的组成不同 产物 种类 只有高聚物 高聚物和小分子 举例 三、常考题型要明了 考查金属的冶炼 典例 考查铁的冶炼 演练1‎ 考查材料的制备和应用 演练2‎ ‎[典例]　(2012·课标全国卷)由黄铜矿(主要成分是CuFeS2)炼制精铜的工艺流程示意图如下：‎ ‎(1)在反射炉中，把铜精矿砂和石英砂混合加热到1‎000℃‎左右，黄铜矿与空气反应生成Cu和Fe的低价硫化物，且部分Fe的硫化物转变为低价氧化物。该过程中两个主要反应的化学方程式分别是______________________________、________________________________，反射炉内生成炉渣的主要成分是________；‎ ‎(2)冰铜(Cu2S和FeS互相熔合而成)含Cu量为20%～50%。转炉中，将冰铜加熔剂(石英砂)在1‎200℃‎左右吹入空气进行吹炼。冰铜中的Cu2S被氧化为Cu2O，生成的Cu2O与Cu2S反应，生成含Cu量约为98.5%的粗铜，该过程发生反应的化学方程式分别是____________________________、________________________________；‎ ‎(3)粗铜的电解精炼如右图所示。在粗铜的电解过程中，‎ 粗铜板应是图中电极________(填图中的字母)；在电极d上发生的电极反应式为________________；若粗铜中还含有Au、Ag、Fe，它们在电解槽中的存在形式和位置为________________________________。‎ ‎[解析](1)CuFeS2与O2反应时，生成的Cu和Fe的低价硫化物分别是Cu2S、FeS，生成物中肯定含有SO2，用观察法即可配平该方程式；FeS与O2反应，生成FeO和SO2，用观察法也可快速配平；反射炉内发生反应：FeO＋SiO2FeSiO3，所以炉渣的主要成分是FeSiO3。‎ ‎(2)Cu2S与O2反应生成Cu2O，另一种生成物肯定是SO2，运用观察法可快速配平；Cu2O与Cu2S反应生成Cu和SO2。‎ ‎(3)电解精炼铜时，粗铜作阳极，即粗铜应为电极c；电极d是电解池的阴极，发生的电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu；电解时，比铜活泼的金属，例如铁，优先放电生成Fe2＋进入电解液中，而比铜不活泼的金属会以阳极泥的形式沉积于阳极下方。‎ ‎[答案](1)2CuFeS2＋O2Cu2S＋2FeS＋SO22FeS＋3O22FeO＋2SO2FeSiO3‎ ‎(2)2Cu2S＋3O22Cu2O＋2SO22Cu2O＋Cu2S6Cu＋SO2↑‎ ‎(3)cCu2＋＋2e－===CuAu、Ag以单质的形式沉积在c(阳极)下方，Fe以Fe2＋的形式进入电解液中 金属冶炼的方法 ‎——————————————————————————————————————‎ ‎[演练1]　(2013·德州模拟)联合钢铁工业的基本生产流程示意图如图所示，请回答相关问题。‎ ‎(1)工业上冶炼生铁的设备A的名称是________________。‎ ‎(2)铁矿石中含有脉石(主要成分为SiO2)，冶炼生铁过程中炉渣在设备A的________中形成，化学方程式为________________________________________。‎ ‎(3)工业炼钢时用纯氧而不用空气的原因是_____________________________________。‎ ‎(4)炼钢过程中添加合金材料的作用是____________________________________。‎ 解析：(1)冶炼生铁的设备是炼铁高炉。(2)冶炼生铁过程中，石灰石分解为CaO和CO2，CaO和SiO2反应生成CaSiO3，在高炉的炉腰中形成炉渣。(3)工业炼钢时用纯氧，可以使反应更加剧烈，并获得更多的热量。(4)炼钢过程中添加合金材料，主要作用是充当脱氧剂，调整钢水的成分。‎ 答案：(1)炼铁高炉　(2)炉腰CaCO3CaO＋CO2↑，CaO＋SiO2CaSiO3　(3)促使反应更加剧烈，并获得更多的热量　(4)作脱氧剂，调整钢水的成分 ‎[演练2]“材料”的发现和使用往往会极大地推动生产、生活的发展，一些材料的出现甚至具有里程碑式划时代的意义。请回答下列问题：‎ SiO2Si(粗)SiHCl3Si(纯)‎ ‎(1)无机非金属材料。高纯度单晶硅是典型的无机非金属材料，又称“半导体”材料，它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。这种材料可以按下列方法制备：‎ ‎①写出步骤Ⅰ的化学方程式：________________________________________________。‎ ‎②步骤Ⅱ经过冷凝得到的SiHCl3(沸点为‎33.0℃‎)中含有少量的SiCl4(沸点为‎57.6℃‎)和HCl(沸点为－‎84.7℃‎)，提纯SiHCl3的实验方法是____________________________________。‎ ‎(2)磁性材料。这种材料一般含有铁元素，铁是用途最为广泛的金属，也较为活泼，所以它的使用开始就不断实施着对它的防护。最常见的铁制品腐蚀是电化学腐蚀，请写出最为普遍的电化学腐蚀的负极反应式：__________________________________________。‎ ‎(3)激光材料。我国是激光技术先进的国家，红宝石(Al2O3)是最早用于产生激光的材料，它是一种两性氧化物，请用离子方程式加以说明：______________________________。‎ ‎(4)高分子材料。它可以分成无机高分子材料和有机高分子材料。一种新型高效净水剂[AlFe(OH)nCl6－n]m就属于无机高分子材料，它广泛应用于生活用水和工业污水的处理，其中铁元素的化合价为________；一种合成纤维腈纶，又称“人造羊毛”，由丙烯腈(CH2===‎ CH—CN)为原料聚合生成，请写出生成该有机高分子材料的化学方程式：‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(5)合金材料。‎14g铜银合金与一定量某浓度的硝酸完全反应后，将放出的气体与‎1.12L(标准状况下)O2混合通入水中，恰好全部被水吸收，则合金中铜的质量为________g。‎ 解析：(1)①SiO2在高温条件下和C反应生成Si和CO。②中三种物质的沸点不同，提纯SiHCl3可以采用蒸馏(或分馏)的方法。‎ ‎(2)铁比较活泼，在最普遍的电化学腐蚀中铁为负极，失去电子发生氧化反应。‎ ‎(3)两性氧化物既可以和酸反应，也可以和碱反应。‎ ‎(4)设该净水剂中Fe的化合价为x，根据化合价代数和为0，有x＋3＝6，所以铁的化合价为＋3价。‎ ‎(5)分析整个过程中各物质中元素的化合价可知，金属化合价升高，O2中O的化合价降低。根据得失电子相等，设Cu的物质的量是x，银的物质的量是y，则64x＋108y＝14,2x＋y＝0.2，解得x＝0.05mol，所以Cu的质量是0.05mol×‎64g/mol＝‎3.2g。‎ 答案：(1)①SiO2＋‎2CSi＋2CO↑②蒸馏(或分馏)‎ ‎(2)Fe－2e－===Fe2＋‎ ‎(3)Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2OAl2O3＋2OH－===2AlO＋H2O ‎ (5)3.2‎ ‎1．(2013·山东高考)废旧硬质合金刀具中含碳化钨(WC)、金属钴(Co)及少量杂质铁，利用电解法可回收WC和Co。工艺流程简图如下：‎ ‎(1)电解时废旧刀具做阳极，不锈钢做阴极，HCl溶液为电解液。阴极主要的电极反应式为________________________________________________________________________。‎ ‎(2)净化步骤所得滤饼的主要成分是________。回收的洗涤液代替水配制电解液，目的是回收利用其中的________。‎ ‎(3)溶液Ⅰ的主要成分是________。洗涤CoC2O4不充分对最终产品纯度并无明显影响，‎ 但焙烧时会造成环境污染，原因是_____________________________________________。‎ ‎(4)将Co2O3还原成Co粉的化学反应方程式为____________________。‎ 解析：本题考查电解原理、除杂、洗涤沉淀、氧化还原反应方程式的书写，意在考查考生对化工流程的分析能力和综合运用知识的能力。(1)阴极发生还原反应，应是H＋放电生成氢气。(2)将废旧刀具电解时阳极产生Co2＋和Fe2＋，加入双氧水后Fe2＋被氧化生成Fe3＋，通入氨气后生成Fe(OH)3沉淀，即滤饼的主要成分是Fe(OH)3。洗涤液中含有Co2＋，可循环使用。(3)加入的草酸铵与CoCl2反应，生成草酸钴和氯化铵，则溶液Ⅰ中主要含有NH4Cl。若草酸钴表面的NH4Cl未洗净，则焙烧时NH4Cl分解产生NH3和HCl，造成环境污染。(4)方程式为Co2O3＋3H2===2Co＋3H2O。‎ 答案：(1)2H＋＋2e－===H2↑　(2)Fe(OH)3Co2＋(或Co)　(3)NH4Cl焙烧时NH4Cl分解产生NH3和HCl　(4)Co2O3＋3H2===2Co＋3H2O ‎2．(2013·大连模拟)水处理技术在生产、生活中应用广泛。‎ ‎(1)工业上常用绿矾作混凝剂除去天然水中含有的悬浮物和胶体，为了达到更好的效果，要将待处理水的pH调到9左右，再加入绿矾。请解释这一做法的原因：________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(用必要的离子方程式和文字做答)‎ ‎(2)根据水中Ca2＋、Mg2＋的多少，把天然水分为硬水和软水，硬水必须经过软化才能使用。①硬水软化的方法通常有________、________和离子交换法。离子交换树脂使用一段时间后，逐渐由NaR型变为CaR2(或MgR2)型，而失去交换能力。把CaR2(或MgR2)型树脂置于________中浸泡一段时间，便可再生。‎ ‎②当洗涤用水硬度较大时，洗衣粉与肥皂相比，________洗涤效果较好，原因是________________________________________________________________________。‎ ‎(3)我国某地苯胺大量泄漏于生活饮用水的河道中，当地采取的应急措施之一是向河水中撒入大量的活性炭，活性炭的作用是___________________________________________。‎ ‎(4)若生活污水中含大量的氮化合物，通常用生物膜脱氮工艺进行处理。首先在硝化细菌作用下将NH氧化为NO：________NH＋________O2===________NO＋________H＋＋________H2O，然后，加入甲醇与NO生成N2：________NO＋________CH3OH===________N2↑＋________CO2↑＋________H2O＋________OH－。‎ 试配平以上两个离子方程式。‎ 解析：(1)在水中，绿矾(FeSO4·7H2O)中的Fe2＋会发生水解反应：Fe2＋＋2H2OFe(OH)2＋2H＋，水解生成的Fe(OH)2会很快被氧化成Fe(OH)3,4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，由于得到的Fe(OH)3胶体有较好的吸附作用，所以常用作混凝剂。碱性条件下效果更好。(2)②由于肥皂的主要成分为硬脂酸钠，其电离出的硬脂酸根离子易与Ca2＋、Mg2＋‎ 结合生成沉淀，而主要成分为表面活性剂的洗衣粉可以避免这种情况，所以洗涤用水硬度较大时，洗衣粉洗涤效果较好。(3)活性炭具有吸附作用。(4)根据得失电子守恒可以快速配平这两个方程式。‎ 答案：(1)4Fe2＋＋O2＋2H2O＋8OH－===4Fe(OH)3(胶体)，Fe2＋在碱性条件下，易被氧化成Fe3＋，进而水解生成Fe(OH)3(胶体)，起到较好的混凝作用(其他合理答案也可)‎ ‎(2)①加热法药剂法5%～8%的食盐水②洗衣粉肥皂易与Ca2＋、Mg2＋生成沉淀　(3)吸附泄漏在河水中的有机物 ‎(4)12121653576‎ ‎3．(2013·聊城模拟)化学在材料的发展过程中起着很重要的作用，2012年度国家最高科学技术奖授予郑哲敏院士、王小谟院士，两人均在材料方面作出了巨大贡献，为国家创造出较大的经济效益。‎ ‎(1)石灰石、生石灰和熟石灰均是重要的化工原料，下列工业生产中，不可能用到上述原料的是________(填序号)。‎ ‎①炼铁②炼钢③从海水中提取镁④铝的冶炼⑤制水泥⑥制玻璃⑦制漂白粉⑧烧制陶瓷 ‎(2)神州八号与天宫一号的成功对接与分离，标志着我国航天工业发展进入了新阶段。下列选项中的描述与化学研究领域无关的是________。‎ A．燃料燃烧为神州八号升空提供动力 B．与地面指挥中心联系的无线电通讯 C．宇航服使用的合成纤维等新材料 D．太空舱中利用NiFeO4处理呼出的废气 ‎(3)玻璃钢是将玻璃纤维和高分子材料复合而成的复合材料，它具有强度高、质量轻、耐腐蚀、抗冲击、绝缘性能好等优良性能，其中基体是__________，增强体是________。‎ ‎(4)橄榄石型LiFePO4是一种锂离子电池正极材料，其中Fe元素显＋2价。常向LiFePO4中加入少量活性炭黑，其作用除了可以改善LiFePO4的导电性能外，还能_________________。‎ 解析：(1)①炼铁的原料：铁矿石、焦炭、石灰石；②炼钢主要原料是生铁以及废钢(废钢用于降温及降低成本)属于金属料(及其他合金比如泥铁，添加较少，价格较高)，造渣料用大量的石灰、白云石、莫来石等；③从海水中提取镁的原料：海水、石灰乳；④铝的冶炼原料：氧化铝；⑤制水泥的原料：石灰石和黏土；⑥制玻璃的原料：石英砂、石灰石、长石、纯碱、硼酸等；⑦制漂白粉的原料：用石灰石可以制得氧化钙进而得到消石灰，用氯气与消石灰反应得到漂白粉；⑧烧制陶瓷的原料：黏土。故答案为：④⑧。(2)燃料燃烧是化学变化，与化学研究领域有关。A错误；无线电通讯利用的是电磁波，与化学研究领域无关，B正确；合成纤维是用化学方法合成的，与化学研究领域有关，C错误；利用NiFeO4处理呼出的废气是化学变化，与化学研究领域有关，D错误。(3)‎ 玻璃钢的基体是高分子材料，增强体是玻璃纤维。(4)高温成型前，常向LiFePO4中加入少量活性炭黑，其作用除了可以改善成型后的LiFePO4的导电性能外，还能消耗空气中的氧气，保护Fe2＋，防止Fe2＋被氧化。‎ 答案：(1)④⑧　(2)B　(3)高分子材料玻璃纤维 ‎(4)与空气中的氧气反应，防止LiFePO4中的Fe2＋被氧化 ‎4．(2013·唐山模拟)某自来水厂利用河水处理成自来水的工艺流程示意图如下图所示：‎ 提供的试剂：饱和Na2CO3溶液、NaOH溶液、生石灰、CCl4、BaCl2溶液、KOH溶液 ‎(1)为除去水中含有的Ca2＋、Mg2＋、HCO、Cl－、SO，试剂a代表两种化学物质，主要是除去水中SO、Mg2＋和HCO，这两种试剂是________和________(只填化学式)。‎ ‎(2)凝聚剂A常用FeSO4·7H2O，最终生成红褐色胶体沉淀，该胶状沉淀的化学式为________，可以除去其中的悬浮固体颗粒，该过程是________(填序号)。‎ A．只有物理变化，无化学变化 B．只有化学变化，无物理变化 C．既有化学变化，又有物理变化 ‎(3)通入CO2的目的是__________和__________。‎ ‎(4)传统的氧化剂是Cl2，现代工艺用ClO2取代Cl2，通入ClO2的作用是________________；优点是________________________________。‎ ‎(5)离子交换柱X、Y中有一种是H＋型交换柱，另一种是OH－型离子交换柱，目的是除去水中残留的杂质离子，则X应是哪种交换柱？________(填“H＋型”或“OH－型”)；如果两个交换柱位置颠倒会产生什么后果？_____________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：该工艺流程是自来水的生产过程。(1)除去SO用Ba2＋，除去Mg2＋用OH－，除去HCO用OH－和Ca2＋，综合所给试剂和要求选用两种试剂，只能选BaCl2和生石灰。(2)氢氧化铁胶体可以吸附水中的悬浮物，使之沉降下来，达到净水的目的，这是物理变化，氢氧化铁胶体是由FeSO4得到的，发生化学变化，选C。(3)由框图流程可知，通入CO2既可以除去Ca2＋，又可以降低溶液的pH。(4)Cl2和ClO2都起到杀菌、消毒的作用，ClO2具有高效、强力、无毒、无刺激性气味的优点。(5)应首先经过H＋型交换柱，如果先通过OH－‎ 型交换柱，产生的OH－会与水体中残留的Ca2＋、Mg2＋等作用生成难溶物而堵塞交换柱。‎ 答案：(1)BaCl2CaO ‎(2)Fe(OH)‎3‎C ‎(3)除去Ca2＋调节溶液的pH＝4.5‎ ‎(4)杀菌、消毒高效、强力、无毒、无刺激性气味 ‎(5)H＋型如果先通过OH－型离子交换柱，产生的OH－会与水体中残留的Ca2＋、Mg2＋等作用生成难溶物而堵塞交换柱 ‎5．(2013·福州一中模拟)工业上用铝土矿(成分为氧化铝、氧化铁)制取铝的流程如下：‎ 请回答下列问题。‎ ‎(1)操作Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ都用到的玻璃仪器有_______________________________‎ ‎______________________。‎ ‎(2)写出由溶液B生成Al(OH)3的离子方程式：__________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。　　　　　　　　‎ ‎(3)工艺流程中涉及氧化还原反应的化学方程式为________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。　　　　　　‎ ‎(4)生产过程中，除NaOH、H2O可以循环使用外，还可以循环使用的物质有________(填化学式)。用此法制取铝的副产品是________(填化学式)。‎ 解析：(1)操作Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ都是过滤，过滤需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒。(2)NaAlO2溶液中通入CO2生成Al(OH)3沉淀和Na2CO3，反应的离子方程式为2AlO＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO。(3)只有电解熔融Al2O3的反应属于氧化还原反应。(4)得到的CaCO3受热分解得到CaO、CO2，可见CaO、CO2可循环使用。操作Ⅰ所得的Fe2O3和电解熔融Al2O3得到的O2为副产品。‎ 答案：(1)烧杯、漏斗、玻璃棒 ‎(2)2AlO＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO ‎(3)2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑‎ ‎(4)CaO和CO2Fe2O3和O2‎ ‎6．(2013·河北模拟)海水是巨大的资源宝库，在海水淡化及综合利用方面，天津市位居全国前列。从海水中提取食盐和溴的过程如下：‎ ‎(1)请列举海水淡化的两种方法：________、________。‎ ‎(2)将NaCl溶液进行电解，在电解槽中可直接得到的产品有H2、________、________或H2、________。‎ ‎(3)步骤Ⅰ中已获得Br2，步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br－，其目的为__________________。‎ ‎(4)步骤Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2，吸收率可达95%，有关反应的离子方程式为________________________________________________________________________。‎ 由此反应可知，除环境保护外，在工业生产中应解决的主要问题是_______________。‎ ‎(5)某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提纯溴的方法，查阅了有关资料：Br2的沸点为‎59℃‎，微溶于水，有毒性和强腐蚀性。他们参观生产过程后，绘制了如下装置简图：‎ 请你参与分析讨论：‎ ‎①图中仪器B的名称________。‎ ‎②整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管，其原因是 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎③实验装置气密性良好，要达到提纯溴的目的，操作中如何控制关键条件 ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：(2)由反应2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑可判断出产物，但其中的Cl2有可能与NaOH溶液反应生成NaClO。‎ ‎(3)步骤Ⅰ溶液中Br2的浓度很小，若把其中的Br2蒸馏出来，耗能太大，所以要先把Br2富集。‎ ‎(5)③蒸馏的目的，就是通过沸点不同而提纯Br2，所以要把温度控制在Br2的沸点，尽可能只蒸馏出Br2。‎ 答案：(1)蒸馏法、电渗析法、离子交换法(任写两种)　(2)Cl2NaOHNaClO　(3)富集溴元素　(4)Br2＋SO2＋2H2O===4H＋＋SO＋2Br－强酸对设备的严重腐蚀　(‎ ‎5)①冷凝管②Br2腐蚀橡胶③控制温度计b ‎7．(2013·黄冈模拟)如图是传统的工业生产金属铝的基本流程图。‎ 请回答：‎ ‎(1)金属铝常用来制造容器，但铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性、碱性等食物，写出铝与氢氧化钠溶液反应的离子方程式：_____________________________________。‎ 石油炼制和煤的干馏产品________(填物质名称)作电解铝的阴极和阳极材料。‎ ‎(2)在冶炼过程中，阳极材料需要定期进行更换，原因是该极材料不断被消耗，产生这种现象的原因是____________________________________(用化学方程式表示)。‎ ‎(3)工业上通过电解熔融的MgCl2制取金属镁，电解反应方程式为_________________。镁和铝都是活泼金属，为什么在电解冶炼过程中，一个用氯化物，一个用氧化物，请说明理由。________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)Al与强碱溶液作用得到偏铝酸盐与氢气，故反应的离子方程式为2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑。‎ ‎(2)电解过程中阳极产生氧气，在高温下氧气与电极材料(石墨)反应生成CO。‎ 答案：(1)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑石墨(或碳)‎ ‎(2)‎2C＋O22CO ‎(3)MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑MgO的溶点太高，而MgCl2的熔点较低，熔化时MgCl2能发生电离而导电；AlCl3是共价化合物，熔化时不能发生电离 ‎8．(2013·南昌模拟)电镀厂镀铜废水中含有CN－和Cr2O，需要处理达标后才能排放。该厂拟定下列流程进行废水处理：‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)上述处理废水流程中主要使用的方法是________。‎ ‎(2)②中反应后无气体放出，该反应的离子方程式为______________________________‎ ‎__________________________________。‎ ‎(3)步骤③中，每处理0.4molCr2O时转移电子2.4mol，该反应的离子方程式为________________________________________________________________________。‎ ‎(4)取少量待测水样于试管中，加入NaOH溶液，观察到有蓝色沉淀生成，再加Na2S溶液，蓝色沉淀转化成黑色沉淀，请使用化学用语和文字解释产生该现象的原因：‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(5)目前处理酸性Cr2O废水多采用铁氧磁体法。该法是向废水中加入FeSO4·7H2O，将Cr2O还原成Cr3＋，调节pH，Fe、Cr转化成相当于FeⅡ[FeCr]O4(铁氧磁体，罗马数字表示元素价态)的沉淀。处理1molCr2O，需加入amolFeSO4·7H2O，下列结论正确的是________。‎ A．x＝0.5，a＝8B．x＝0.5，a＝10‎ C．x＝1.5，a＝8D．x＝1.5，a＝10‎ 解析：(1)废水的处理方法有沉淀法、吸咐法、中和法、混凝法、氧化还原法等。由上述流程图中反应②和反应③加入的试剂并对比反应前后的物质，可以发现两个反应均为氧化还原反应，故上述处理废水的主要方法是氧化还原法。(2)反应物为CN－和NaClO，生成物有CNO－，即CN－生成CNO－，相当于C由＋2价升高至＋4价，那么根据氧化还原反应得失电子守恒可知，ClO－在反应中元素化合价降低，题目提示无气体生成，故其中的＋1价Cl转化为Cl－，因此离子方程式为CN－＋ClO－===CNO－＋Cl－。(3)由反应物S2O转化为生成物SO可知，Cr2O被还原，其中Cr元素化合价降低，设Cr2O被还原后Cr的化合价为＋n，则有关系：1∶2×(6－n)＝0.4∶2.4，所以n＝3，即Cr2O被还原为Cr3＋，因此该反应的离子方程式为3S2O＋4Cr2O＋26H＋===6SO＋8Cr3＋＋13H2O。(4)先生成Cu(OH)2沉淀，加入Na2S后，Cu(OH)2沉淀转化为CuS沉淀。这是因为Cu(OH)2的溶解度比CuS的溶解度大，或者说Cu(OH)2的溶度积大于CuS的溶度积，难溶的电解质转化为更难溶的电解质。(5)生成铁氧磁体的物质的量为mol，根据得失电子守恒有×x＝6，得x＝1.5，a＝×(1＋1.5)＝10。‎ 答案：(1)氧化还原法 ‎(2)CN－＋ClO－===CNO－＋Cl－‎ ‎(3)3S2O＋4Cr2O＋26H＋===6SO＋8Cr3＋＋13H2O ‎(4)Cu2＋＋2OH－===Cu(OH)2↓、Cu(OH)2(s)＋S2－(aq)===CuS(s)＋2OH－(aq)，因为Ksp(CuS)

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