(3)d。
(4)提高异戊醇的转化率 (5)干燥 (6)b (7)c
(8)高,会收集到少量未反应的异戊醇。 【解析】(1)仪器B是球形冷凝管
(2)第一次水洗主要是洗掉浓硫酸和过量的乙酸。第二次水洗则主要是洗去上一步加入的饱和NaHCO3。主要从物质的溶解性和存在的杂质考虑。
(3)乙酸异戊酯比水要轻,分液时下层必须从下口放出,上层液体从上口倒出。所以选d。 (4)由于乙酸的沸点最低,所以会有较多的乙酸挥发损耗,加入过量的乙酸可以保证使异戊醇更多的转化为产品
(5)无水MgSO4有较快的吸水性,且不与乙酸异戊酯反应,可以吸收水,便于下一步的蒸馏。 (6)a、d的温度计位置错误,冷凝管应该用直形冷凝管,若用球形冷凝管,冷凝的液体不能全部流下,所以应该用b。
(7)从反应方程式可以看到乙酸过量,则按异戊醇计算。理论上可以生成乙酸异戊酯6.6g。则产率为:3.9g/6.5g×100%=60%.
(8)会使产率偏高,溶于乙酸异戊酯的异戊醇会进入到产品中。 27.(15分)
次磷酸(H3PO2)是一种精细磷化工产品,具有较强的还原性。回答下列问题: (1)H3PO2是一元中强酸,写出其电离方程式_______________________。 (2)H3PO2和NaH2PO2均可将溶液中的Ag+还原为Ag,从而可用于化学镀银。 ①H3PO2中,P元素的化合价为__________。
②利用H3PO2进行化学镀银反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为4:1,则氧化产物为
___________(填化学式)。
③NaH2PO2为___________(填“正盐”或“酸式盐”),其溶液显_______(填“弱酸性”、“中
性”或“弱碱性”)。
(3)H3PO2的工业制法是:将白磷(P4)与Ba(OH)2溶液反应生成PH3气体和Ba(H2PO2)2,后者再与H2SO4反应,写出白磷与Ba(OH)2溶液反应的化学方程式_____
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______________________________________。
(4)H3PO2也可用电渗析法制备。“四室电渗析法”工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过):
①写出阳极的电极反应____________________________________。
②分析产品室可得到H3PO2的原因___________________________________。
③早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2:将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替,并撤去阳极室与产品室之间的阳膜,从而合并了阳极室与产品室。其缺点是产品中混有 杂质,该杂质产生的原因是 。
【答案】(1)H3PO2
H++H2PO2-
(2)①+1。②H3PO4。③正盐,碱性。
(3)2P4+3Ba(OH)2+6H2O=2PH3↑+3Ba(H2PO2)2
(4)①2H2O-4e-=4H+O2↑或4OH--4e-=2H2O+O2.
+
②由于阳极室OH-放电,造成H+浓度增大,通过阳膜扩散进入产品室,而原料室中的H2PO2-可以通过阴膜进入产品室,二者反应生成H3PO2.
③H3PO4或PO43-。由于H3PO2具有还原性,电解时就会有H3PO2在阳极放电而被氧化生成H3PO4。 【解析】(1)一元酸,只发生一步电离,中强酸是弱电解质:H3PO2(2)①利用元素化合价代数和为零,得出P元素为+1价。
②H3PO2做还原剂,Ag+是氧化剂,二者1︰4反应,则H3PO2失去4个电子,P元素变为+5价,生成H3PO4。
③由于H3PO2是一元酸,所以NaH2PO2是正盐,弱酸强碱盐水解显碱性。
H++H2PO2-
7
(3)反应的反应物与产物都给出,是P元素的歧化反应,注意配平就可以:2P4+3Ba(OH)2+6H2O=2PH3↑+3Ba(H2PO2)2
(4)①阳极室电极上发生氧化反应,失电子的是OH-。2H2O-4e-=4H+O2↑或4OH--4e-=2H2O
+
+O2↑.
②由于阳极室OH-放电,造成H+浓度增大,H+通过阳膜进入产品室,而原料室中的H2PO2-可以通过阴膜进入产品室,生成H3PO2.
③由于H3PO2具有还原性,电解时就会有H3PO2在阳极放电而生成H3PO3。 28.(15分)
乙酸是重要的有机化工原料,可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产。回答下列问题: (1)间接水合法是指现将乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙酯(C2H5OSO3H),再水解生成乙醇,写出相应反应的化学方程式__________________________________。 (2)已知:
甲醇脱水反应 2CH3OH(g)==CH3OCH3(g)+ H2O (g) ?H1=?23.9 KJ﹒mol
-1
甲醇制烯烃反应 2CH3OH(g)== C2H4(g)+ 2H2O (g) ?H2=?29.1 KJ﹒mol
-1
乙醇异构化反应 C2H5OH(g) ==CH3OCH3(g) ?H3=+50.7KJ﹒mol
-1
则乙烯气相直接水合反应C2H4(g)+H2O(g)==C2H5OH(g)的?H=______KJ﹒mol。与间接水合法相比,气
-1
相直接水合法的优点是____________________________________。
(3)下图为气相直接水合法乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系(其中n(H2O):n(C2H4)=1:1)
①列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数Kp=_______(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
②图中压强(p1、p2、p3、p4)的大小顺序为_________,理由是_________。
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③气相直接水合法常采用的工艺条件为:磷酸/硅藻土为催化剂,反应温度290℃,压强6.9MPa,乙烯的转化率为5%,若要进一步提高转化率,除了可以适当改变反应温度和压强外,n(H2O):n(C2H4)=0.6:1,
还可以采取的措施有_________、_________。
【答案】(1)CH2=CH2+H2SO4
催化剂 C2H5OSO3H;C2H5OSO3H+H2O
催化剂 CH3CH2OH+H2SO4
(2)—45.5;减少污染;减少对设备的腐蚀。 (3)①0.07 Mpa-1
②P4>P3>P2>P1;反应分子数减少,相同温度下,压强升高乙烯转化率升高。
③增大n(H2O)︰n(C2H4)的比值,及时把生成的乙醇液化分离
【解析】(1)乙烯与硫酸发生加成反应生成硫酸氢乙酯,硫酸氢乙酯再通过取代反应得到乙醇。 CH2=CH2+H2SO4C2H5OSO3H+H2O
催化剂 催化剂 C2H5OSO3H CH3CH2OH+H2SO4
(2)通过盖斯定律,—△H2+△H1-△H3=—45.5KJ·mol-1
比较两种流程,可看出气相直接水合法减少反应步骤,增大产物的产率,同时减少污染物的排放;不用硫酸作反应物,减少对设备的腐蚀。
(3)①A点乙烯的平衡转化率是20%。 根据反应:CH2=CH2+H2O
催化剂 C2H5OH
起始 1mol 1mol 0 转化: 0.2mol 0.2mol 0.2mol 平衡 0.8mol 0.8mol 0.2mol
则平衡时乙烯的分压:P(C2H4)=7.85Mpa×0.8mol/1.8mol=3.4889 Mpa 水蒸气的分压:P(H2O)=7.85Mpa×0.8mol/1.8mol=3.4889 Mpa 乙醇的分压:P(C2H5OH)=7.85Mpa×0.2mol/1.8mol=0.8722 Mpa
则平衡常数Kp=P(C2H5OH)/ P(C2H4)× P(H2O)=0.8722 Mpa/3.4889 Mpa×3.4889 Mpa=0.07 Mpa-1 ②通过反应可以看出压强越大,乙烯的转化率越高,通过在300℃时转化率可得出:P4>P3>P2>P1。
③可以增大H2O的浓度,及时分离出生成的乙醇。 36.[化学——选修2:化学与技术](15分)
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磷矿石主要以磷酸钙[Ca3(PO4)2?H2O]和磷灰石[Ca5F(PO4)3、Ca5(OH)(PO4)3]等形式存在。图(a)为目前国际上磷矿石利用的大致情况,其中湿法磷酸是指磷矿石用过量硫酸分解制备磷酸。图(b)是热法磷酸生成过程中由磷灰石制单质磷的流程。
图(a)
图(b)
部分物质的相关性质如下:
白磷 PH3 SiF4 回答下列问题:
(1)世界上磷矿石最主要的用途是生产含磷肥料,约占磷矿石使用量的 ℅。
(2)以磷灰石为原料,湿法磷酸过程中Ca3F(PO4)3反应的化学方程式为: 。现有1吨折合含有五氧化二磷约30%的磷灰石,最多可制得85℅的商品磷酸 吨。 (3)如图(b)所示,热法生产磷酸的第一步是将二氧化硅、过量焦炭与磷灰石混合,高温反应生成白磷。炉渣的主要成分是: (填化学式)冷凝塔1的主要沉积物是: 冷凝塔2的主要沉积物是:
熔点/℃ 44 -133.8 -90 沸点/℃ 280.5 -87.8 -86 备注 难溶于水,具有还原性 易水解 10