2017-2018學(xué)年高中化學(xué) 第四單元 化學(xué)與技術(shù)的發(fā)展 課題2 表面活性劑 精細(xì)化學(xué)品教學(xué)案 新人教版選修2.doc
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課題2 表面活性劑 精細(xì)化學(xué)品 肥皂可以用來去油污 [自讀教材夯基礎(chǔ)] 1.肥皂的主要成分 高級(jí)脂肪酸的鈉鹽或鉀鹽,它由兩部分組成,一是極性的親水基,二是非極性的親油基或憎水基。 2.去污原理 (1)在洗滌衣物時(shí),肥皂、油污與水之間發(fā)生潤濕、乳化、起泡三種主要作用而達(dá)到去污的目的。 (2)潤濕:使附著的油污易于分散到水中;乳化:使油污在水中形成小滴,脫離附著物而懸浮在水中;起泡:使油污和其他固體污垢更容易被吸附而脫離附著物。 3.生產(chǎn)原理 (1)原料:油脂和燒堿。 (2)原理——酯類的水解。 ①皂化反應(yīng):酯類在堿性條件下的水解反應(yīng)。 ②硬脂酸甘油酯皂化反應(yīng)的化學(xué)方程式為 其中,硬脂酸鈉是肥皂的有效成分。 4.生產(chǎn)肥皂的工藝流程 脂肪、植物油 [跟隨名師解疑難] 實(shí)驗(yàn)室制肥皂的注意事項(xiàng) (1)實(shí)驗(yàn)時(shí),為了加速皂化反應(yīng)的進(jìn)程,一般都用乙醇作溶劑,它既能溶解堿,也能溶解油脂,能使反應(yīng)在均一的液體(均相體系)中進(jìn)行而加快速率。 (2)氯化鈉的用量要適中,用量少時(shí),鹽析不充分;用量過多時(shí),影響肥皂的固化。 (3)檢驗(yàn)皂化反應(yīng)是否完全時(shí),也可用玻璃棒取出幾滴試樣放入試管,加入4~5 mL水,把試管浸在熱水浴中或放在火焰上加熱,并不斷振蕩。如果混合物完全溶解,液面上沒有油滴分出,表示皂化反應(yīng)已經(jīng)完全,如果液面上有油滴分出,說明皂化反應(yīng)沒有完全。 (4)濾出的固體物質(zhì)中,可以添加松香、香料等,加入松香還可以增加肥皂的泡沫。 [剖析典例探技法] [例1] 熱的飽和肥皂水中加入下列物質(zhì),不會(huì)析出固體或產(chǎn)生沉淀的是( ) A.氯化鈣 B.稀硫酸 C.食鹽 D.酒精 [名師解析] 肥皂的主要成分是高級(jí)脂肪酸鈉,將氯化鈣加入肥皂水中會(huì)產(chǎn)生沉淀:Ca2++2RCOO-→(RCOO)2Ca↓;稀硫酸加入肥皂水中會(huì)產(chǎn)生不溶于水的高級(jí)脂肪酸沉淀:RCOO-+H+→RCOOH;食鹽加入肥皂水中會(huì)發(fā)生鹽析,使肥皂析出;酒精與肥皂水互溶。 [答案] D [名師點(diǎn)睛] 肥皂中的有效成分硬脂酸鈉與硬水中的Mg2+、Ca2+反應(yīng)生成沉淀(即浮渣),在酸性環(huán)境中硬脂酸鈉會(huì)生成溶解度小的高級(jí)脂肪酸而大大減弱去污效果,故肥皂在軟水中的去污效果好,在硬水和酸性環(huán)境中的去污效果不好。 合成洗滌劑 [自讀教材夯基礎(chǔ)] 1.合成原料 石油裂解產(chǎn)品、硫酸、氫氧化鈉等。 2.結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 與傳統(tǒng)去污劑(肥皂)結(jié)構(gòu)相似,分子中同時(shí)具有親水基和親油基,這類化合物統(tǒng)稱為合成洗滌劑。 3.組成及種類 市場上的合成洗滌劑多為烷基苯磺酸鈉,通常有固態(tài)的(洗衣粉)和液態(tài)的(洗潔精)產(chǎn)品。 4.合成原理(以十二烷基苯磺酸鈉的合成為例) (1)加成: 。 (2)磺化: 。 (3)中和: 。 5.合成洗滌劑的選擇條件 (1)確定合適的碳鏈長度,以含碳原子個(gè)數(shù)12~18為最佳——以平衡親水性和親油性。 (2)選擇不含支鏈的烴基——保證能被生物降解,含有支鏈烴基時(shí),通常難以被生物降解。 (3)合理的配方——提高綜合性能,滿足不同用途和需要。 [跟隨名師解疑難] 合成洗滌劑與肥皂的優(yōu)缺點(diǎn) (1)合成洗滌劑的優(yōu)點(diǎn): ①肥皂不適合在硬水中使用,而合成洗滌劑的使用不受水質(zhì)的限制。因?yàn)橛菜械拟}、鎂離子會(huì)跟肥皂生成高級(jí)脂肪酸鈣或高級(jí)脂肪酸鎂等沉淀,使肥皂喪失去污能力,而合成洗滌劑在硬水中生成鈣、鎂鹽類能夠溶于水,不會(huì)喪失去污能力。 ②合成洗滌劑去污能力強(qiáng),并且適合洗衣機(jī)使用。 ③合成洗滌劑原料便宜。制造合成洗滌劑的主要原料是石油,而制造肥皂的主要原料是油脂,石油比油脂更價(jià)廉易得。 (2)合成洗滌劑的缺點(diǎn): 合成洗滌劑對(duì)環(huán)境的影響較大,在制造過程中產(chǎn)生大量的廢水和廢氣,它的使用,特別是含磷洗滌劑的使用,又增添了一系列的環(huán)境污染。 (3)肥皂的優(yōu)點(diǎn): 肥皂使用后排放出去時(shí),很快就可由微生物分解。所以相對(duì)來說,肥皂在生產(chǎn)和使用上,對(duì)環(huán)境的影響是輕微的。 (4)肥皂的缺點(diǎn): 肥皂洗滌的不利之處是水中的礦物質(zhì)會(huì)與肥皂起反應(yīng),形成不能溶解的薄膜,這將使衣物變灰。 [剖析典例探技法] [例2] 下列有關(guān)合成洗滌劑的敘述,錯(cuò)誤的是( ) A.在洗滌劑烷基苯磺酸鈉中,烷基含碳原子的個(gè)數(shù)以12~18為宜 B.在洗滌劑烷基苯磺酸鈉中,烷基應(yīng)以帶支鏈為宜 C.在合成洗滌劑中添加酶制劑可提高洗滌效果 D.在合成洗滌劑中應(yīng)以無磷助劑代替含磷助劑 [名師解析] 烷基苯磺酸鈉的烷基中碳鏈長度對(duì)洗滌效果有很大影響,碳鏈過長、過短都會(huì)影響水溶性。以12~18個(gè)C原子為宜,且有支鏈時(shí),不易降解,添加酶制劑可以使衣服上血漬、奶漬分解并被清除,含磷洗衣粉會(huì)造成環(huán)境污染。 [答案] B [名師點(diǎn)睛] (1)烷基苯磺酸鈉的親油基為,親水基為—SO。 (2)含磷化合物是一種較好的助洗劑,但大量含磷污水的任意排放會(huì)造成赤潮、水華等環(huán)境污染問題。 精細(xì)化學(xué)品及其生產(chǎn)特點(diǎn) [自讀教材夯基礎(chǔ)] 1.分類 精細(xì)化學(xué)品按用途可分為醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料、顏料、黏合劑、表面活性劑、催化劑、食品和飼料添加劑、塑料、合成纖維和橡膠用添加劑等。 2.生產(chǎn)特點(diǎn) (1)精細(xì)化學(xué)品具有品種多、批量小、產(chǎn)值高等特點(diǎn),表面活性劑素有“工業(yè)味精”之稱。 (2)精細(xì)化工具有技術(shù)密集、附加值高等特點(diǎn),主要體現(xiàn)在精細(xì)化學(xué)品研發(fā)階段投資高、工藝流程長、原料多、反應(yīng)復(fù)雜和條件要求嚴(yán)格等,技術(shù)保密性強(qiáng)、專利壟斷性強(qiáng)等特點(diǎn)。 [跟隨名師解疑難] (1)表面活性劑含有的—COO-或—SO,其具有極性而易溶于極性的水中,稱為親水基;含有的—R具有非極性,易溶于非極性的油中,而不易溶于極性的水中,稱為親油基或憎水基,這種現(xiàn)象稱為“相似相溶”。 (2)表面活性劑的用途: ①家用洗滌:如肥皂、洗衣粉和洗潔精等; ②個(gè)人護(hù)理:如洗發(fā)香波、化妝品的乳化劑等; ③工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用:如配制農(nóng)藥時(shí)常加入一些表面活性劑使之成為乳濁液,提高病蟲害的防治效果。 (3)在泡沫滅火器中添加表面活性劑使水溶液容易形成泡沫,增加滅火劑與可燃物之間的浸潤性,提高滅火性能。 [剖析典例探技法] [例3] 市場上有一種加酶洗衣粉,它是在洗衣粉中加入少量的堿與蛋白酶制成的。蛋白酶的催化活性很強(qiáng),衣物的汗?jié)n、血跡及人體排放的蛋白質(zhì)、油漬遇到它,都能水解而除去。下列衣料中,不能用加酶洗衣粉洗滌的是( ) ①棉織品?、诿椘贰、垭婢]織品?、芙z織品 A.① B.②③ C.①③ D.②④ [名師解析] 毛、絲的主要化學(xué)成分都是蛋白質(zhì),蛋白質(zhì)在酶的催化作用下易水解,損壞衣物。 [答案] D [名師點(diǎn)睛] 精細(xì)化學(xué)品往往具有特定的功能、狹窄的適用對(duì)象以及其他特殊要求。 精細(xì)化學(xué) 肥皂與合成洗滌劑的比較 肥皂 (以硬脂酸鈉為例) 合成洗滌劑 (以烷基苯磺酸鈉為例) 原料 動(dòng)植物油脂(屬于生物質(zhì)原料,成本較高但可再生) 石油產(chǎn)品(屬于化石原料,價(jià)格便宜,但不能再生) 分子結(jié)構(gòu) 憎水基 水溶液pH 8~9,會(huì)造成某些人群皮膚過敏 5~9,比較適中 在酸性水中 洗滌效果降低 洗滌效果不受影響 在硬水中 與Mg2+、Ca2+反應(yīng)生成沉淀(即浮渣),不易形成泡沫,洗滌效果降低 洗滌效果不受影響 去污能力 肥皂<合成洗滌劑 是否適用于洗衣機(jī) 不適用 適用 生物降解性 可被微生物降解 無支鏈的可被微生物降解;有支鏈的不易被微生物降解 1.下列有關(guān)肥皂的敘述中錯(cuò)誤的是( ) A.肥皂與純堿的去污原理相同 B.肥皂可以加速油污在水中的分散 C.肥皂是油脂在堿性條件下水解生成的 D.肥皂主要成分的分子中含有親油基團(tuán)和親水基團(tuán) 解析:肥皂和純堿的去污原理不同,肥皂去污是利用肥皂中親油基團(tuán)對(duì)油污的溶解性去污,純堿是利用其水解使溶液呈堿性,使油污水解而去污的。 答案:A 2.可以判斷油脂皂化反應(yīng)基本完成的現(xiàn)象是( ) A.反應(yīng)液使紅色石蕊試紙變?yōu)樗{(lán)色 B.反應(yīng)液使藍(lán)色石蕊試紙變?yōu)榧t色 C.反應(yīng)后,靜置,反應(yīng)液分為兩層 D.反應(yīng)后,靜置,反應(yīng)液不分層 解析:油脂皂化反應(yīng)前后溶液均呈堿性,故不可用A判斷,B為錯(cuò)誤敘述。反應(yīng)前油脂不溶于水而分層,完全反應(yīng)后其產(chǎn)物溶于水,反應(yīng)液不分層,故答案為D。 答案:D 3.[雙選題]關(guān)于肥皂與合成洗滌劑的比較,下列說法正確的是( ) A.肥皂可以在硬水中使用,而合成洗滌劑不行 B.合成洗滌劑去污能力比肥皂強(qiáng),適合洗衣機(jī)使用 C.制造合成洗滌劑的原料便宜 D.制造肥皂的原料便宜 解析:肥皂的有效成分為硬脂酸鈉,而C17H35COO-能與硬水中的Ca2+、Mg2+結(jié)合生成沉淀,使C17H35COO-失去除污能力,降低了洗滌效果;合成洗滌劑為十二烷基苯磺酸鈉,其擁有更強(qiáng)的親水基和親油基,去污能力更強(qiáng);合成洗滌劑的原料主要是石油化工的副產(chǎn)品,比較便宜,而肥皂的原料是油脂,成本比較高。 答案:BC 4.下列關(guān)于精細(xì)化學(xué)品的說法不正確的是( ) A.表面活性劑用量很少,卻能提高產(chǎn)品的質(zhì)量和性能,故素有“工業(yè)味精”之稱 B.在泡沫滅火器中添加表面活性劑可以提高滅火效果 C.精細(xì)化學(xué)品具有品種少、批量小、產(chǎn)值高的特點(diǎn) D.出售精細(xì)化學(xué)品,與其說是出售產(chǎn)品,不如說是出售技術(shù) 解析:精細(xì)化學(xué)品具有品種多、批量小、產(chǎn)值高的特點(diǎn);精細(xì)化工具有技術(shù)密集、附加值高等特點(diǎn)。 答案:C 5.常用洗滌劑的主要成分是十二烷基苯磺酸鈉,十二烷基苯磺酸鈉是常用普通洗衣粉的主要成分,其結(jié)構(gòu)可用圖形來表示,端為鏈烴基,端為極性基。根據(jù)這一結(jié)構(gòu)特點(diǎn),試分析和回答下列問題: (1)十二烷基苯磺酸鈉分子在水溶液表面分布的結(jié)構(gòu)示意圖,應(yīng)是下列各圖中的________圖(填寫序號(hào)),理由是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)進(jìn)入水內(nèi)部的十二烷基苯磺酸鈉分子,可能會(huì)以下列結(jié)構(gòu)形式中的________結(jié)構(gòu)形式存在(填寫序號(hào)),理由是______________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)我國目前生產(chǎn)的合成洗衣粉中的主要成分大部分還是下列幾種物質(zhì),從目前已知情況分析,其中對(duì)環(huán)境有較嚴(yán)重影響的是________。 A.十二烷基苯磺酸鈉() B.三聚磷酸鈉(Na5P3O10) C.蛋白酶 D.硅酸鈉(Na2SiO3) 解析:(1)水分子為極性分子,根據(jù)相似相溶原理,洗衣粉分子的極性基(端)應(yīng)溶解于水中(親水基),鏈烴基(端)不應(yīng)溶于水中(憎水基),C符合要求。 (2)A中極性基交替排列,可減少分子之間的斥力;D中極性基(端)向外、鏈烴基(端)向內(nèi)的排列,在一定程度上使憎水基團(tuán)脫離與水的接觸,使體系能量最低。A、D為其可能的存在形式。 (3)選項(xiàng)中的各種物質(zhì)都是中學(xué)化學(xué)課本中出現(xiàn)過的物質(zhì),各種物質(zhì)的去污原理有差異。但Na5P3O10中含有磷元素,易使水體富營養(yǎng)化造成水質(zhì)惡化,其他物質(zhì)中不含營養(yǎng)元素,故不會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重影響,所以選B。 答案:(1)C 鏈烴基在液面上,極性基團(tuán)在液面之下與水相親,可使體系能量降低 (2)AD 極性基團(tuán)交錯(cuò)排列,可減少分子之間的斥力;鏈烴基向內(nèi)、極性基團(tuán)向外的結(jié)構(gòu),在一定程度上使親油基團(tuán)——鏈烴基脫離與水的接觸,使體系能量降低 (3)B [高考感悟] 1.(福建高考)化學(xué)與社會(huì)、生產(chǎn)、生活密切相關(guān)。下列說法正確的是( ) A.石英只能用于生產(chǎn)光導(dǎo)纖維 B.從海水中提取物質(zhì)都必須通過化學(xué)反應(yīng)才能實(shí)現(xiàn) C.為了增加食物的營養(yǎng)成分,可以大量使用食品添加劑 D.“地溝油”禁止食用,但可以用來制肥皂 解析:本題可結(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)與成分進(jìn)行判斷。 A.石英的用途很廣泛,如制石英玻璃、石英鐘等。B.從海水中提取的物質(zhì)有多種,有些必須通過化學(xué)反應(yīng)獲得,如海水提鎂、提溴等;有些不用通過化學(xué)反應(yīng)獲得,利用物理方法即可,如用蒸餾法淡化海水。C.食品添加劑是指用于改善食品品質(zhì)、延長食品保存期、便于食品加工和增加食品營養(yǎng)成分的一類化學(xué)合成或天然物質(zhì)。食品添加劑的安全使用是非常重要的,要嚴(yán)格控制使用量。D.地溝油,泛指在生活中存在的各類劣質(zhì)油,如回收的食用油、反復(fù)使用的炸油等。地溝油的主要成分是油脂,可使其在堿性條件下水解制肥皂。 答案:D 2.選用適當(dāng)?shù)姆椒ㄏ礈煲挛锟墒盏搅己玫男Ч?。下列說法不正確的是( ) A.羊毛衣物宜使用中性洗滌劑洗滌 B.衣服縮水主要是由洗滌劑造成的 C.用清水不易洗凈衣物上的墨漬 D.帶有汗?jié)n的衣物宜用加酶洗衣粉洗滌 解析:A項(xiàng)羊毛的主要成分為蛋白質(zhì),不耐酸,也不耐堿,故宜使用中性洗滌劑洗滌。B項(xiàng)衣服縮水主要是水的作用使衣物纖維膨化造成的。C項(xiàng)墨漬的洗滌需要用洗滌劑,只用清水很難洗掉。D項(xiàng)加酶洗衣粉中的蛋白酶能與汗?jié)n反應(yīng),從而容易洗掉。 答案:B 3.(浙江自選模塊)(1)有氧洗衣粉含有過碳酸鈉(2Na2CO33H2O2),這種洗衣粉除了具有去污功能外,還有____________功效,該功效與過碳酸鈉中的________________基團(tuán)(用化學(xué)符號(hào)表示)有關(guān)。 (2)硫酸的用途非常廣泛,可應(yīng)用于____________(可多選)。 A.橡膠的硫化 B.表面活性劑“烷基苯磺酸鈉”的合成 C.鉛蓄電池的生產(chǎn) D.過磷酸鈣的制備 解析:(1)過碳酸鈉的組成中含有過氧化氫,具有強(qiáng)氧化性,有殺菌消毒的作用。 (2)B中有磺酸基的引入,需濃硫酸作反應(yīng)物;C中H2SO4作蓄電池的電解質(zhì)溶液;D中由磷礦石和硫酸反應(yīng)制過磷酸鈣。 答案:(1)殺菌消毒?。璒-O- (2)BCD [課時(shí)跟蹤訓(xùn)練] 一、選擇題(本題包括10小題,每小題5分,共50分) 1.[雙選題]下列有關(guān)生活中化學(xué)的說法,錯(cuò)誤的是( ) A.向燃料煤中加入生石灰,可以減少對(duì)大氣的污染 B.含磷合成洗滌劑易于被細(xì)菌分解,故不會(huì)導(dǎo)致水體污染 C.油脂在酸性條件下水解叫皂化反應(yīng) D.洗滌劑去油污主要是物理變化,堿液去油污屬于化學(xué)變化 解析:A中CaO與SO2反應(yīng),可減少SO2對(duì)大氣的污染。B中磷的化合物使水體富營養(yǎng)化而產(chǎn)生污染,它們不易被細(xì)菌分解。C中應(yīng)該在堿性條件下水解。D中堿液去油污是油脂在堿性條件下水解屬于化學(xué)變化。 答案:BC 2.制肥皂時(shí),皂化反應(yīng)后加鹽的作用是( ) A.加大溶液密度 B.催化作用 C.與甘油反應(yīng) D.鹽析使肥皂析出 解析:皂化反應(yīng)后的混合液是不分層的,需要加入食鹽將肥皂的有效成分析出,即鹽析。 答案:D 3.油脂皂化后,使肥皂和甘油從混合物里充分分離,可以采用( ) ①分液?、谡麴s ③過濾?、茺}析?、轁B析 A.①② B.③④ C.④③② D.②③⑤ 解析:為了使高級(jí)脂肪酸鈉從皂化后的反應(yīng)液中析出,須加入食鹽以降低其溶解度而發(fā)生鹽析;再過濾可得高級(jí)脂肪酸鈉;但甘油溶解在下層的水溶液中,其沸點(diǎn)與水差別較大,可用蒸餾法分離得到。 答案:C 4.有關(guān)肥皂的敘述正確的是( ) ①利用油脂在堿性條件下進(jìn)行水解而制得 ②肥皂的主要成分是高級(jí)脂肪酸鈉和甘油 ③使肥皂從油脂水解后的混合物中分離的過程是鹽析 ④肥皂制成后不能再溶于水形成膠體溶液 A.①② B.②④ C.③④ D.①③ 解析:肥皂的主要成分是高級(jí)脂肪酸鈉,②不正確;肥皂制成后,可以再溶于水形成膠體,④不正確。 答案:D 5.[雙選題]下列物質(zhì)中,分子的一端親水,另一端親油的是( ) A.CH3(CH2)15SO3Na B.CH2CH2CH3 C.CCl4 D.CH3(CH2)4COOH 解析:表面活性劑的基本性質(zhì)是具有極性基團(tuán)(親水)和非極性基團(tuán)(親油)。烴基是非極性基團(tuán),能親油,而酸根為極性基團(tuán),能親水,故CH3(CH2)15SO3Na和CH3(CH2)4COOH具有上述性質(zhì)。 答案:AD 6.為防止水體污染,我國許多地區(qū)對(duì)洗衣粉的成分加以限制,這些地區(qū)銷售的洗衣粉中不得含有( ) A.硅酸鈉 B.烷基苯磺酸鈉 C.三聚磷酸鈉 D.蛋白酶 解析:洗衣粉添加三聚磷酸鈉主要是為了軟化硬水,但含有磷元素,會(huì)造成水體富營養(yǎng)化,促使水生藻類大量繁殖,水中的溶解氧降低,從而使水質(zhì)變壞,造成水體污染,所以許多地區(qū)禁止使用含磷洗衣粉。 答案:C 7.下列關(guān)于合成洗滌劑的說法不正確的是( ) A.合成洗滌劑分子中含有親水基和憎水基 B.合成洗滌劑不適合在硬水中使用 C.合成洗滌劑能造成水體污染,使水質(zhì)變壞 D.合成洗滌劑去污能力強(qiáng) 解析:合成洗滌劑分子中含有親水基和憎水基,去污能力比肥皂強(qiáng),但其含有的含磷化合物會(huì)造成水體污染,使水體富營養(yǎng)化;硬水對(duì)合成洗滌劑的使用沒有影響(硬水中使用肥皂時(shí)會(huì)因生成沉淀而降低洗滌效果)。 答案:B 8.合成洗滌劑同肥皂相比有以下優(yōu)點(diǎn):①原料便宜;②不受軟水、硬水等水質(zhì)限制;③不污染水體;④去污能力強(qiáng)。你認(rèn)為正確的是( ) A.①②③④ B.①②④ C.②③④ D.①④ 解析:合成洗滌劑特別是含磷洗滌劑的使用會(huì)造成水體富營養(yǎng)化,形成“水華”等問題。 答案:B 9.為保證加酶洗衣粉的洗滌效果,應(yīng)注意( ) A.使用沸水先沖泡洗衣粉 B.用含氯較高的自來水源 C.和其他洗滌劑混合使用 D.室溫時(shí)用軟水先溶解洗衣粉 解析:使用加酶洗衣粉時(shí),除注意用軟水、不與其他洗滌劑混合使用外,還應(yīng)考慮酶的活性。溫度太高,含氯太高都會(huì)使蛋白質(zhì)變性而失去活性。 答案:D 10.關(guān)于表面活性劑用途的說法正確的是( ) ①應(yīng)用于化妝品、食品;②應(yīng)用于皮革、石油燃料;③應(yīng)用于造紙制藥;④可提高工業(yè)生產(chǎn)的效率。 A.①②④ B.②③④ C.①③④ D.①②③④ 解析:表面活性劑是精細(xì)化學(xué)品的一種,在工業(yè)、農(nóng)業(yè)中均有廣泛應(yīng)用,如:應(yīng)用于化妝品、食品、皮革、石油燃料、造紙、制藥等,用量少,但可以大大提高工業(yè)生產(chǎn)效率,提高產(chǎn)品的質(zhì)量和性能,以上說法均正確。 答案:D 二、非選擇題(本題包括4小題,共50分) 11.(14分)將洗衣粉和肥皂制成溶液進(jìn)行有關(guān)實(shí)驗(yàn)。試回答下列問題: (1)分別用紫色石蕊試紙檢驗(yàn),試紙呈________色和________色,其原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)不能在酸性水中使用的是____________,其原因是(用離子方程式表示)________________________________________________________________________。 (3)不能在硬水中使用的是____________,其原因是(用離子方程式表示)________________________________________________________________________。 (4)洗衣粉的主要成分是________________,肥皂的成分是____________,兩者都屬于________類化合物。 解析:烷基苯磺酸或烷基磺酸均屬于有機(jī)強(qiáng)酸,而高級(jí)脂肪酸屬于有機(jī)弱酸,洗衣粉的主要成分是烷基苯磺酸鈉或烷基磺酸鈉是強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽,溶液呈中性,而肥皂的主要成分高級(jí)脂肪酸鈉(通常是硬脂酸鈉C17H35COONa)是強(qiáng)堿弱酸鹽,溶于水呈較強(qiáng)的堿性。由于肥皂的主要成分是高級(jí)脂肪酸鈉,在酸性水溶液中生成不溶性的C17H35COOH,在硬水中生成不溶性的(C17H35COO)2Ca、(C17H35COO)2Mg,從而影響去污效果。 答案:(1)紫 藍(lán) 前者是強(qiáng)堿強(qiáng)酸組成的鹽,溶液呈中性;后者是強(qiáng)堿弱酸組成的鹽,水解呈堿性 (2)肥皂 C17H35COO-+H+―→C17H35COOH↓ (3)肥皂 2C17H35COO-+Ca2+―→(C17H35COO)2Ca↓、 2C17H35COO-+Mg2+―→(C17H35COO)2Mg↓ (4)烷基苯磺酸鈉或烷基磺酸鈉 高級(jí)脂肪酸鈉 有機(jī)鹽 12.(10分)已知苯和鹵代烷烴在催化劑作用下,發(fā)生烷基化反應(yīng)(取代),生成苯的同系物,如 工業(yè)上以苯、濃硫酸、十二烷、NaCl和H2O為原料制取 (洗衣粉的主要成分),依據(jù)合理途徑寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。 ________________________________________________________________________、 ________________________________________________________________________、 ________________________________________________________________________、 ________________________________________________________________________。 (可不填滿,也可補(bǔ)充) 解析:逆推法:要合成,需要、濃硫酸和NaOH,合成需要和C12H25Cl,C12H25Cl可由Cl2和C12H26光照反應(yīng)得到;Cl2和NaOH可由電解飽和食鹽水得到。 答案:(1)2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ (2)C12H26+Cl2C12H25Cl+HCl 13.(12分)下面是實(shí)驗(yàn)室制取肥皂的實(shí)驗(yàn)步驟:①在蒸發(fā)皿中加入8 mL植物油、8 mL乙醇和4 mL NaOH溶液;②把盛有混合物的蒸發(fā)皿放在冷水中冷卻;③在不斷攪拌下,給蒸發(fā)皿中的液體微微加熱,直到混合物變稠;④向混合物中加入20 mL熱蒸餾水,再放在冷水中冷卻;⑤加入25 mL NaCl飽和溶液,充分?jǐn)嚢?;⑥繼續(xù)加熱,直到把一滴混合物放到水中時(shí),在液體表面不再形成液滴為止;⑦用紗布濾出固體物質(zhì),棄去廢液。把固體物質(zhì)擠干,并壓成條狀,晾干,即制得肥皂。 (1)上述實(shí)驗(yàn)的正確操作步驟是_____________________________________________。 (2)加入乙醇的作用是什么?______________________________________________。 (3)加入飽和NaCl溶液的作用是什么?____________________________________。 (4)如何檢驗(yàn)皂化反應(yīng)是否完全?_________________________________________。 解析:(1)明確肥皂的制備流程和生產(chǎn)原理是解決本題的關(guān)鍵。 (2)油脂不易溶于水,易溶于有機(jī)溶劑,乙醇能與水互溶,加入乙醇可以使NaOH和油脂完全接觸,有利于反應(yīng)進(jìn)行。 (3)鹽析作用能析出生成的高級(jí)脂肪酸鈉。 (4)通過油脂不溶于水來檢驗(yàn)反應(yīng)完全與否。 答案:(1)①③⑥②④⑤⑦ (2)溶解NaCl和油脂,使反應(yīng)物融為一體,加快反應(yīng)速率 (3)鹽析,使高級(jí)脂肪酸鈉發(fā)生凝聚而從混合液中析出,并浮在表面 (4)用玻璃棒取出幾滴試樣放在試管里,加入4~5 mL 蒸餾水,把試管浸在熱水浴中或放在燈焰上加熱,并不斷振動(dòng),如果混合物完全溶解,沒有油滴分出,表示皂化反應(yīng)已完全 14.(14分)在第一次世界大戰(zhàn)期間,德國就開始制造烷基苯磺酸鹽以代替肥皂。1930年,美國National Aniline公司正式將烷基苯磺酸鈉作為廉價(jià)的合成洗滌劑銷售。這種產(chǎn)品,在第二次世界大戰(zhàn)后的1945~1950年間迅速普及。在日本,利用硬性型ABS(帶支鏈的烷基苯磺酸鹽)的合成洗滌劑的產(chǎn)量,在1963年已超過肥皂。但是隨著合成洗滌劑消費(fèi)量的增加,引起水質(zhì)污染等問題。因而開始改用對(duì)微生物降解性良好的軟性型LAS(直鏈烷基苯磺酸鹽)。 (1)軟性型LAS最常見的是直鏈?zhǔn)榛交撬徕c ,其結(jié)構(gòu)中與肥皂(C17H35COONa)的憎水基團(tuán)—C17H35相當(dāng)?shù)幕鶊F(tuán)為________________。 (2)烷基苯磺酸鈉用作洗滌劑時(shí),需配加三聚磷酸鈉、硅酸鈉等助洗劑。當(dāng)洗滌用水硬度較大時(shí),洗衣粉與肥皂相比,________洗滌效果較好,原因是肥皂__________________。 (3)1999年1月1日開始的太湖流域禁磷行動(dòng)是指____________________________ ________________________________________________________________________, 主要目的是_____________________________________________________________。 (4)現(xiàn)在市場上銷售的加酶洗衣粉中含有堿性蛋白酶,它對(duì)洗滌______________類污漬效果極好,原因是______________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 此時(shí)選用50~60 ℃的水洗滌效果最好,其原因是_____________________________ ________________________________________________________________________。 解析:(1)直鏈?zhǔn)榛交撬徕c的憎水基是有機(jī)基團(tuán)部分,CH3(CH2)9CHCH3。 (2)洗衣粉中的三聚磷酸鈉等助洗劑能軟化水,可增加洗衣粉的去污能力,而肥皂中的C17H35COO-能與硬水中的Ca2+、Mg2+反應(yīng)生成沉淀,去污效果降低。 (3)含磷洗衣粉對(duì)水體會(huì)造成富營養(yǎng)化,太湖流域禁磷行動(dòng)即是指禁止銷售、使用含磷洗衣粉,防止水體污染。 (4)加酶洗衣粉中的堿性蛋白酶能夠催化蛋白質(zhì)類污漬的水解,所以對(duì)含蛋白質(zhì)的血漬、奶漬的洗滌效果好。 答案:(1) (2)洗衣粉 易與Ca2+、Mg2+反應(yīng)生成沉淀 (3)在太湖流域禁止使用、銷售含磷洗衣粉 防止太湖流域水體磷含量過高而引起藻類大量繁殖 (4)血漬、奶漬 血漬、奶漬主要成分是蛋白質(zhì),能在蛋白酶催化下水解 蛋白酶在該溫度下催化活性最大- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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