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《“設(shè)計(jì)”一座硫酸廠(chǎng)》從硫酸的原料、合成、廠(chǎng)址的選擇的角度來(lái)介紹相關(guān)知識(shí),在這些方面聯(lián)系著很多高考的熱點(diǎn): 硫及硫的化合物的性質(zhì)、硫及硫的化合物相關(guān)實(shí)驗(yàn)、環(huán)境保護(hù)問(wèn)題等等。我查閱了2001年以來(lái)的高考題,發(fā)覺(jué)本節(jié)知識(shí)在歷年高考中占有重要的地位—平均每年都有10分左右題目在這里出現(xiàn),并且更多的是以實(shí)驗(yàn)的形式出現(xiàn)。
通過(guò)仔細(xì)分析研究,我選出這幾年高考中相關(guān)的幾個(gè)代表性題目,供大家參考學(xué)習(xí),以便大家明白學(xué)習(xí)本節(jié)的目標(biāo)和重要性。
例1.(2001年)長(zhǎng)期存放的亞硫酸鈉可能會(huì)被部分氧化,現(xiàn)通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)定某無(wú)水亞硫酸鈉試劑的純度。實(shí)驗(yàn)步驟如下:
①稱(chēng)量a g樣品,置于燒杯中。
②加入適量蒸餾水,使樣品溶解。
③加入稀鹽酸,使溶液呈強(qiáng)酸性,再加過(guò)量的BaCl2溶液。
④過(guò)濾,用蒸餾水洗滌沉淀。
⑤加熱干燥沉淀物。
⑥將沉淀物冷卻至室溫后,稱(chēng)量。
⑦重復(fù)⑤、⑥操作直到合格,最后得到b g固體。
回答下面問(wèn)題:
(1)本實(shí)驗(yàn)中是否能用Ba(NO3)2代替BaCl2?其理由是:______________________。
(2)步驟③中加鹽酸使溶液呈強(qiáng)酸性的目的是:__________________________。
(7)步驟⑦的“合格”標(biāo)準(zhǔn)是:______________________________________________。
(8)實(shí)驗(yàn)測(cè)得樣品中無(wú)水亞硫酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是:____________________________。
(列出算式,不需化簡(jiǎn))
答案:(1)不能;在酸性溶液中,NO3-能將SO32-氧化成SO42-,造成結(jié)果錯(cuò)誤(2)保證得到的沉淀都是BaSO4,沒(méi)有BaSO3(3)連續(xù)兩次稱(chēng)量的質(zhì)量不變(4)
例2.(2003年)擬用下圖裝置制取表中的四種干燥、純凈的氣體(圖中鐵架臺(tái)、鐵夾、加熱及氣體收集裝置均已略去;必要時(shí)可以加熱;a、b、c、d表示相應(yīng)儀器中加入的試劑)。
氣體
a
b
c
d
C2H4
乙醇
濃H2SO4
NaOH溶液
濃H2SO4
Cl2
濃鹽酸
MnO2
NaOH溶液
濃H2SO4
NH3
飽和NH4Cl溶液
消石灰
H2O
固體NaOH
NO
稀HNO3
銅屑
H2O
P2O5
(1)上述方法中可以得到干燥、純凈的氣體是 。
(2)指出不能用上述方法制取的氣體,并說(shuō)明理由(可以不填滿(mǎn))
①氣體 ,理由是 。
②氣體 ,理由是 。
③氣體 ,理由是 。
④氣體 ,理由是 。
答案:(1)NO2)①C2H4;裝置中沒(méi)有溫度計(jì),無(wú)法控制反應(yīng)溫度②Cl2;反應(yīng)生成的Cl2被c中的NaOH溶液吸收了③NH3;反應(yīng)生成的NH3被c中的H2O吸收了
例3.(2004年)強(qiáng)熱硫酸亞鐵固體可發(fā)生如下反應(yīng),2FeSO4 Fe2O3+SO2↑+SO3↑,若將此反應(yīng)生成的氣體通入BaCl2溶液中,則( )
A、析出BaSO3沉淀 B、析出BaSO4沉淀
C、逸出SO3氣體 D、逸出SO2氣體
答案:BD
例4:(2003年)對(duì)某酸性溶液(可能含有Br-,SO42-,H2SO3,NH4+)分別進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):
①加熱時(shí)放出的氣體可以使品紅溶液褪色
②加堿調(diào)至堿性后,加熱時(shí)放出的氣體可以使?jié)櫇竦募t色石蕊試紙變藍(lán);
③加入氯水時(shí),溶液略顯黃色,再加入BaCl2溶液時(shí),產(chǎn)生的白色沉淀不溶于稀硝酸
對(duì)于下列物質(zhì)不能確認(rèn)其在溶液中是否存在的是()
A Br- B SO42- C H2SO3 D NH4+
答案:B
對(duì)比中尋求解題策略
解題策略對(duì)于考生來(lái)說(shuō)重要性不言自明,解題策略也就是考試戰(zhàn)略,大到一次全面的考試具體方略,小到一個(gè)題目的解題技巧。每個(gè)小題的解題方法和技巧加和起來(lái)組成一次考試的策略,但是不同試題,需要不同的方法和技巧,不能一塵不變,要因題而異,在變化中尋求最適合這種題的策略。下面我選擇兩個(gè)有關(guān)硫及硫的化合物的高考試題,來(lái)談一下解題策略。
首先看2002年廣東高考化學(xué)試卷的17題:根據(jù)下圖回答問(wèn)題:
(1)上述裝置中,在反應(yīng)前用手掌緊貼燒瓶外壁檢查裝置的氣密性,如觀(guān)察不到明顯的現(xiàn)象,還可以用什么簡(jiǎn)單的方法證明該裝置不漏氣。答
(2)寫(xiě)出濃硫酸和木炭粉在加熱條件下發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:
(3)如果用圖中的裝置檢驗(yàn)上述反應(yīng)的全部產(chǎn)物,寫(xiě)出下面標(biāo)號(hào)所表示的儀器中應(yīng)加入的試劑的名稱(chēng)及其作用:
A中加入的試劑是 ,作用是 。
B中加入的試劑是 ,作用是 。
C中加入的試劑是 ,作用是除盡 氣體。
D中加入的試劑是 ,作用是 。
(4)實(shí)驗(yàn)時(shí),C中應(yīng)觀(guān)察到的現(xiàn)象是 。
此題出看上去比較難,如果認(rèn)真考慮(但是要按一定的順序),我們從上向下看實(shí)驗(yàn)裝置,研究反應(yīng)裝置,可以看出:從濃硫酸長(zhǎng)頸漏斗加入圓底燒瓶?jī)?nèi)和碳粉混合,在加熱條件下,發(fā)生反應(yīng):2H2SO4(濃)+CCO2↑+2SO2↑+2H2O,因此我們需要檢驗(yàn)的物質(zhì)有三種:CO2、SO2、H2O,然后從左到右看,結(jié)合要檢驗(yàn)的物質(zhì)的性質(zhì)的異同,首先要檢驗(yàn)水,由于CO2和SO2有相同之處 ,會(huì)對(duì)檢驗(yàn)造成影響,所以在檢驗(yàn)完SO2后必須要除去它才能繼續(xù)檢驗(yàn)CO2。這樣,題目就一目了然了。
答案:(1)反應(yīng)前點(diǎn)燃酒精燈,加熱燒瓶一小會(huì)兒。在瓶B、C、D中出現(xiàn)氣泡,熄滅酒精燈,瓶B、C、D中導(dǎo)管液面上升,證明該裝置不漏氣。(2)2H2SO4(濃)+CCO2↑+2SO2↑+2H2O(3)無(wú)水硫酸銅;檢驗(yàn) H2O;品紅溶液;檢驗(yàn) SO2;足量酸性 KMnO4 溶液;SO2;澄清石灰水;檢驗(yàn) CO2(4) 導(dǎo)管有氣泡冒出;溶液紫色逐漸變淺;瓶底有少量黑色固體生成。
與上一題相比,2005年廣東高考化學(xué)卷的20就更加難一點(diǎn):研究性學(xué)習(xí)小組進(jìn)行SO2的制備及性質(zhì)探究實(shí)驗(yàn)。(1)根據(jù)反應(yīng)Na2SO3(固)+H2SO4(濃)= Na2SO4 + SO2↑+ H2O,制備SO2氣體。①用下列簡(jiǎn)圖,在答題卡的方框中畫(huà)出制備并收集SO2的實(shí)驗(yàn)裝置(含試劑)示意圖。
帶孔橡膠塞 錐形瓶 集氣瓶 分液漏斗 導(dǎo)管 液體 固體
②實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,使用分液漏斗滴加濃硫酸的操作是_____________________________。
(2)將SO2氣體分別通入下列溶液中:
①品紅溶液,現(xiàn)象是_______________________________________________________;
②溴水溶液,現(xiàn)象是_______________________________________________________;
③硫化鈉溶液,現(xiàn)象是_____________________________________________________。
(3)有一小組在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),SO2氣體產(chǎn)生緩慢,以致后續(xù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象很不明顯,但又不存在氣密性問(wèn)題。請(qǐng)你推測(cè)可能的原因并說(shuō)明相應(yīng)的驗(yàn)證方法(可以不填滿(mǎn))。
①原因_____________________;驗(yàn)證方法__________________________。
②原因_____________________;驗(yàn)證方法__________________________。
③原因_____________________;驗(yàn)證方法__________________________。
此題不但要會(huì)看圖還要會(huì)組裝儀器,難度就加大了,但是萬(wàn)變不離其中,題目的內(nèi)容總是和它要考擦的內(nèi)容一致。根據(jù)反應(yīng)原理,我組裝儀器應(yīng)該按照:反應(yīng)裝置→干燥或除雜質(zhì)裝置→檢驗(yàn)裝置→尾氣吸收裝置,在同一組裝置內(nèi)按照從上向下的原則組裝。組裝好后,再結(jié)合題目認(rèn)真考慮,與上題對(duì)比找出共性。
答案:.(1) ①如右圖配置②打開(kāi)分液漏斗上口的活塞,旋開(kāi)分液漏斗的旋塞,緩慢滴加。(2)①溶液褪色②溶液褪色③有淺黃色沉淀(或溶液變渾濁) (3)①NaSO3 變質(zhì);取待測(cè)試樣于試管中,加適量蒸餾水配成溶液,先滴入足量稀鹽酸,再滴入BaCl2 ,溶液有白色沉淀生成,則證明該NaSO3 固體變質(zhì)②不是濃硫酸;用潔凈玻璃棒蘸取待測(cè)試樣,涂白紙不變黑,則證明該溶液不是濃硫酸
由此可以看出,只要是有關(guān)帶有裝置的實(shí)驗(yàn)題關(guān)鍵在于結(jié)合題目有關(guān)條件來(lái)研究裝置,研究試驗(yàn)裝置是有一定策略的,一般是按照:從上到下、從左到右的策略,這樣就不會(huì)漏掉相關(guān)內(nèi)容,當(dāng)把題目裝置看完后,組裝儀器和題目解答都出來(lái)了!
金屬冶煉解析及典型例題
廣東 楊關(guān)敬
金屬的冶煉方法和金屬活動(dòng)性有著很大的關(guān)系,金屬的活潑程度不同,對(duì)應(yīng)的冶煉方法也截然不同,根據(jù)不同金屬的活動(dòng)性,冶煉方法大致如下:
(1)K、Ca、Na、Mg、Al等活潑金屬:一般采用的是電解熔融鹽或氧化物的方法冶煉。
(2)Zn、Fe、Sn、Pb、Cu等金屬,一般采用還原劑(如CO、H2、 C)等高溫還原的方法冶煉,必要時(shí)再進(jìn)一步精煉。
(3)Hg、Ag等較不活潑的金屬,一般采用高溫分解相應(yīng)的化合物的方法冶煉。
但是人們根據(jù)生產(chǎn)條件的變化,同一種金屬也可能采用多種冶煉方法,因此在試題的表達(dá)中,就會(huì)出現(xiàn)不同類(lèi)型,現(xiàn)舉例如下:
【例1】不能用熱分解法制得的金屬是( )
A.Fe B.Ag C.Mg D.Hg
【解析】熱分解法一般用于很不活潑銀、汞等金屬的冶煉,它們的化合物大多不穩(wěn)定,比如氯化銀受熱時(shí)能夠分解為相應(yīng)的單質(zhì)金屬,而活潑金屬的化合物一般相當(dāng)穩(wěn)定,加熱是很難分解。因此,比較活潑的鐵和鎂不能夠通過(guò)熱分解法制的。
答案:AC
【例2】將n mol木炭粉和1 mol氧化亞鐵在反應(yīng)器中混合,隔絕空氣加強(qiáng)熱.
(1)可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)有:
④_____________________
(2)若n <,充分反應(yīng)后,反應(yīng)器中的固體物質(zhì)是____,氣體產(chǎn)物是___________
(3)若n >4,充分反應(yīng)后,反應(yīng)器中的固體物質(zhì)是____,氣體產(chǎn)物是___
(4)若反應(yīng)的氣體產(chǎn)物是混合物。n的取值范圍是:_________.
(5)若反應(yīng)的氣體產(chǎn)物是混合物,且混合物中CO和CO2的物質(zhì)的量相等,則n的值為_(kāi)________.
【解析】 (1)由反應(yīng)①、②、③可知,可能發(fā)生的反應(yīng)④為
(2)、(3)、(4)和(5)問(wèn)為多步反應(yīng)的計(jì)算問(wèn)題,凡多步反應(yīng)的計(jì)算問(wèn)題首先要
通過(guò)過(guò)程反應(yīng)找出總反應(yīng).此題中①、③為過(guò)程反應(yīng),總反應(yīng)為
然后通過(guò)總反應(yīng)(有時(shí)要結(jié)合過(guò)程反應(yīng))來(lái)求解.
(2)由反應(yīng)②
當(dāng)n <時(shí)FeO過(guò)量,故充分反應(yīng)后,反應(yīng)器中的固體物質(zhì)是FeO和Fe;氣體產(chǎn)物是CO2.
(3)當(dāng)n>4時(shí),由②知碳過(guò)量,發(fā)生反應(yīng)④:
②和④兩反應(yīng)共消耗碳 mol十 mol=1 mol <4 mol,在④反應(yīng)中碳亦過(guò)量,故反應(yīng)器中固體物質(zhì)是C和Fe;氣體產(chǎn)物是CO.
(4)若反應(yīng)的氣體產(chǎn)物是混合物,則對(duì)于②反應(yīng),C過(guò)量,即n>,對(duì)于④反應(yīng)C不足量,即n<+=1,綜合即得
7,溶液Y是黑色粘稠的煤焦油,上層X(jué)是粗苯等
C.氣體Z中有些成分易燃,且可以還原氧化銅
D.液體Y是一種純凈物
解析思路:本題以一個(gè)模擬實(shí)驗(yàn)裝置切題,對(duì)煤的干餾產(chǎn)物進(jìn)行考查。將煤隔絕空氣加強(qiáng)熱使其分解,可得到多種物質(zhì),屬于化學(xué)變化,A正確。所得的產(chǎn)物有焦?fàn)t氣(含有甲烷、氫氣、乙烯、一氧化碳等)、煤焦油(不溶于水的一種多成分混合物)、粗氨水(溶于水)、焦炭等,焦?fàn)t氣中的氫氣等可以還原氧化銅,且易燃,C正確。氨水的pH>7,煤焦油層居于水層以下,苯及二甲苯等居于水層以上,故B正確。由于煤焦油中含多種物質(zhì)成分,屬于混合物,D錯(cuò)誤。
錯(cuò)因分析:在解析過(guò)程中,往往由于對(duì)煤的干餾沒(méi)有一個(gè)理性認(rèn)識(shí),而認(rèn)為煤的干餾只是一個(gè)簡(jiǎn)單的分離過(guò)程,而容易錯(cuò)選A。
答案:D
例2.已知將煤進(jìn)行干餾,可以得到粗苯等物質(zhì),將苯與溴水混合,充分振蕩后靜置,用分液漏斗分出上層液體放置于一試管中,若向其中加入一種試劑,可發(fā)生反應(yīng)并產(chǎn)生白霧.這種試劑是
A.濃H2SO4 B.HN03 C.鋅粉 D.鐵粉
解析思路:本題以煤的干餾為背景,對(duì)苯的性質(zhì)進(jìn)行考查。分液漏斗上層液體是苯和Br2的混合物。苯和純Br2在鐵粉作催化劑的條件下會(huì)發(fā)生取代反應(yīng),生成溴苯,同時(shí)還有HBr,HBr與空氣中的水蒸氣結(jié)合形成小液滴,所以形成白霧。
錯(cuò)因分析:在解析過(guò)程中往往因?qū)忣}不細(xì),只注意到“將苯與溴水混合”,忽視了“充分振蕩后靜置,用分液漏斗分出上層液體放置于一試管中”,從而認(rèn)定不發(fā)生反應(yīng),最終造成空答,也有一些同學(xué)對(duì)HBr的性質(zhì)掌握不扎實(shí),不清楚白霧是什么,而錯(cuò)答B(yǎng)。
答案:D
例3.近年來(lái),礦難時(shí)常發(fā)生,2005年冬,由于人為因素造成的大礦難,令人心悸,148條性命,因工作人員的疏忽而離開(kāi)了這個(gè)世界。在煤礦的煤井里,除了采取必要的安全措施,如“通風(fēng)、嚴(yán)禁煙火等”外,還要隨時(shí)監(jiān)測(cè)瓦斯的含量。當(dāng)瓦斯的在空氣中提及分?jǐn)?shù)含量為5%~~15%,點(diǎn)燃就會(huì)爆炸,那么假如要想瓦斯爆炸最強(qiáng)烈,請(qǐng)問(wèn)甲烷所占的體積分?jǐn)?shù)為
A.15% B.10.05% C.9.5% D.5%
分析思路:本題從煤礦礦難入手,對(duì)瓦斯爆炸這一社會(huì)熱點(diǎn)展開(kāi)考查,沒(méi)有考查常規(guī)的甲烷的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)等,而是對(duì)瓦斯發(fā)生最大爆炸時(shí)候的極限進(jìn)行考查。本題要想使瓦斯爆炸最強(qiáng)烈,則要使甲烷和空氣中的氧氣充分反應(yīng),
錯(cuò)因分析:而很多同學(xué)因?yàn)檎J(rèn)識(shí)不到“本題要想使瓦斯爆炸最強(qiáng)烈,則要使甲烷和空氣中的氧氣充分反應(yīng),”,而錯(cuò)答。
答案:C
例4. 已知煤經(jīng)過(guò)干餾后可以制得多種芳香族化合物,下列來(lái)自煤的芳香烴的一氯取代物的同分異構(gòu)體的數(shù)目最多的是
解析思路:本題考查了同學(xué)們的空間思維能力,要求能夠正確判定這幾類(lèi)芳香烴的一氯代物的種類(lèi)。解析本題的關(guān)鍵是對(duì)幾種芳香烴的空間結(jié)構(gòu)有一個(gè)明確地認(rèn)識(shí),從而正確書(shū)寫(xiě)出一氯代物的結(jié)構(gòu)。它們的一氯代物結(jié)構(gòu):A中物質(zhì)有兩種一氯代物;B有三種一氯代物;C中有三處同分異構(gòu)體;D物質(zhì)有五種一氯代物同分異構(gòu)體。
錯(cuò)因分析:由于對(duì)這些芳香烴的空間構(gòu)型認(rèn)識(shí)模糊,導(dǎo)致容易漏答,或者是重復(fù)計(jì)算,不能正確而造成錯(cuò)誤。
答案:D
例5.已知將煤高溫干餾可除了可以得到苯、二甲苯外,還可以得到三甲苯和甲乙苯,它們的分子式都是C9H12,其同分異構(gòu)體共有6種。其中有n種同分異構(gòu)體將它們分別進(jìn)行一硝化(即:向分子中苯環(huán)上導(dǎo)入一個(gè)硝基),都分別只能得到兩種異構(gòu)體產(chǎn)物(C9H12NO2)。則n等于
A.0 B.1 C.2 D.3
解析思路:本題通過(guò)對(duì)硝化產(chǎn)物數(shù)目的考查,展開(kāi)對(duì)三甲苯和甲乙苯可能出現(xiàn)的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)的考查。在解析過(guò)程中首先要分析分子式為C9H12的三甲苯和甲乙苯可能出現(xiàn)的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu),然后對(duì)它們的同分異構(gòu)體進(jìn)行一硝化,得到一硝化產(chǎn)物,從而得出答案。
錯(cuò)因分析:在解析過(guò)程中,往往由于對(duì)三甲苯和甲乙苯的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)推導(dǎo)出現(xiàn)錯(cuò)誤,而最終錯(cuò)答本題。
答案:C
例6. 已知將煤處理后可以得到二甲苯,二甲苯苯環(huán)上的一溴代物共有3種。可以用還原的方法得到3種二甲苯,它們的熔點(diǎn)分別列于下表
6種溴二甲苯的熔點(diǎn)
234℃
206℃
213.8℃
204℃
214.5℃
205℃
對(duì)應(yīng)還原的二甲苯
13℃
-54℃
-27℃
-54℃
-27℃
-54℃
由此推斷熔點(diǎn)為234℃的分子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)________________,熔點(diǎn)為54℃的分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式____________________。
解析思路:本題看似無(wú)從下后,因此很多學(xué)生都出現(xiàn)了錯(cuò)誤,其實(shí)解析本題是考查了二甲苯以及溴二甲苯的結(jié)構(gòu),我們可以從題給信息得知,溴二甲苯六種各自不同的熔點(diǎn),告訴我們這是六種一溴代物,而二甲苯只有3種沸點(diǎn)。根據(jù)沸點(diǎn)的不同,推論得到三種物質(zhì)從而得出答案。
錯(cuò)因分析:不能正確地領(lǐng)會(huì)信息,不能將熔點(diǎn)和知識(shí)連接起來(lái),而造成了空答。
答案:
煤干餾產(chǎn)物——芳香族化合物高考試題欣賞
廣東 李曉風(fēng)
煤干餾產(chǎn)物——芳香族化合物是重要的工業(yè)原料,也是高中化學(xué)的重要內(nèi)容,在歷年的高考中都占有一席之地,下面選擇兩高考題,供大家參考。
HO
HO
HO─—COOH
例1.(2005年廣東卷)300多年前,著名化學(xué)家波義耳發(fā)現(xiàn)了鐵鹽與沒(méi)食子酸的顯色反應(yīng),并由此發(fā)明了藍(lán)黑墨水。沒(méi)食子酸的結(jié)構(gòu)式為:
(1)用沒(méi)食子酸制造墨水主要利用了___________________類(lèi)化合物的性質(zhì)(填代號(hào))。
A、醇 B、酚 C、油脂 D、羧酸
(2)沒(méi)食子酸丙酯且有抗氧化作用,是目前廣泛應(yīng)用的食品添加劑,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)_______________________________________________。
(3)尼泊金酯是對(duì)羥基苯甲酸與醇形成的酯類(lèi)化合物,是國(guó)家允許使用的食品防腐劑。尼泊金丁酯的分子式為_(kāi)________________________,其苯環(huán)只與-OH和-COOR兩類(lèi)取代基直接相連的同分異構(gòu)體有___________種。
(4)寫(xiě)出尼泊金乙酯與氫氧化鈉溶液加熱反應(yīng)的化學(xué)方程式:
__________________________________________________ ___________
解析:苯環(huán)作為一種官能團(tuán)具有它的特殊性質(zhì),當(dāng)其他官能基團(tuán)與它相連接時(shí),會(huì)受到它的影響。羥基與苯環(huán)相連后是酚,酚與鐵離子顯示特殊的顏色。沒(méi)食子酸上有羧基、羥基,所以它具有羧酸的性質(zhì),又具有酚的性質(zhì),可以發(fā)生脂化、加成、使有些物質(zhì)顯示特殊顏色、取代等等反應(yīng)。此題是對(duì)有機(jī)物官能團(tuán)和反應(yīng)類(lèi)型的綜合考察。大家容易錯(cuò)在只考慮官能團(tuán),而不考慮官能團(tuán)之間相互影響造成的官能團(tuán)性質(zhì)的變化。
HO
HO
HO─—COOCH2 CH2 CH3
答案:(1) B(2)
HO─—COOCH2 CH3 + 2NaOH → NaO─—COONa + CH3 CH2OH + H2O
Δ
(3) C11H14O3
(4)
例2.(2002年廣東卷)乙酸苯甲酯對(duì)花香和果香的香韻具有提升作用,故常用于化妝品工業(yè)和食品工業(yè)。乙酸苯甲酯可以用下面的設(shè)計(jì)方案合成。
(1)寫(xiě)出A人的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:
A ,C:
(2)D有很多同分異構(gòu)體,含有酯基和一取代苯結(jié)構(gòu)的同分異構(gòu)體有五個(gè),其中三個(gè)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是
請(qǐng)寫(xiě)出另外兩個(gè)同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:
和
解析:一般芳香族化合物知識(shí)容易出現(xiàn)在選擇題和推斷題中,其中一推斷題居多,由于芳香族化和物的特殊結(jié)構(gòu),增加了考試的難度,是加大考題區(qū)分度的一種策略。但面對(duì)這種考題,大家不要心慌,只要靜下心來(lái),根據(jù)各個(gè)官能團(tuán)的性質(zhì)(吸電子還是推電子等)認(rèn)真思考它們之間相互影響,找出其中的奧妙,就沒(méi)問(wèn)題了。此題用逆推法很容易看出C是苯甲醇,B是芐基氯,A就是甲苯了,下面答案很快就出來(lái)了。
答案:(1)A:-CH3 C:-CH2―OH
(2)
礦石資源化石燃料例題解析
礦石資源和化石燃料對(duì)人們的生產(chǎn)生活起著十分重要的作用。下面我們通過(guò)例題從化學(xué)的角度分析關(guān)于它們?cè)谏睢⑸a(chǎn)中的應(yīng)用。
【例1】 關(guān)于化工廠(chǎng)的設(shè)計(jì)是將實(shí)驗(yàn)室的研究成果轉(zhuǎn)化為工業(yè)化工生產(chǎn)的重要基礎(chǔ)工
作,需要考慮許多綜合問(wèn)題,所以設(shè)計(jì)一座化工廠(chǎng)是非常復(fù)雜,那么根據(jù)已學(xué)的知識(shí)試分析“設(shè)計(jì)”一座硫酸廠(chǎng)應(yīng)在哪里選擇廠(chǎng)址。
一座硫酸廠(chǎng)的轉(zhuǎn)化器中將SO2和O2以體積比為1/2混合后,通入接觸室發(fā)生反應(yīng) 2SO2 + O2≒2SO3(g) 達(dá)平衡時(shí),在同溫、同壓下測(cè)得反應(yīng)前與反應(yīng)后混合氣體的密度之比為13/15。求SO2的轉(zhuǎn)化率?又知工業(yè)上反應(yīng)前后混合氣體的密度比上述的密度比稍小,試回答SO2接觸氧化為SO3時(shí)不采取加壓措施的原因。
【解析】化工廠(chǎng)廠(chǎng)址的選擇是一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題,它涉及原料、水源、能源、土地供應(yīng)、市場(chǎng)需求、交通運(yùn)輸和環(huán)境保護(hù)等諸多因素.應(yīng)對(duì)這些因素全面綜合地考慮,權(quán)衡利弊,才能做出正確的選擇.硫酸廠(chǎng)廠(chǎng)址的選擇,就應(yīng)考慮以上的各種因素外,還應(yīng)考慮到,硫酸是一種腐蝕性液體,不能像普通固體化工產(chǎn)品那樣可以較多的貯存,需要隨產(chǎn)隨銷(xiāo).硫酸的運(yùn)輸成本較高,1t H2SO4的運(yùn)價(jià)約為1t黃鐵運(yùn)價(jià)的三倍,這就決定了硫酸廠(chǎng)應(yīng)靠近消費(fèi)中心,比靠近原料產(chǎn)地更有利.工廠(chǎng)規(guī)模的大小,主要由硫酸的用量的多少來(lái)決定.此外,硫酸廠(chǎng)選址應(yīng)避開(kāi)人口稠密的居民區(qū)和環(huán)境保護(hù)要求高的地區(qū).
根據(jù)相同條件下氣體的密度之比等于同體積氣體的質(zhì)量之比,且反應(yīng)前后質(zhì)量守恒,可得出氣體的密度之比等于氣體體積的反比。 設(shè)反應(yīng)前混合氣體中SO2的體積為1 L,O2 應(yīng)為2L達(dá)平衡時(shí)SO2的轉(zhuǎn)化的體積為x 。
在工業(yè)上不加壓,SO2的轉(zhuǎn)化率就達(dá)80% 以上,已經(jīng)很高,若再加壓SO2的轉(zhuǎn)化率提高不大,但對(duì)設(shè)備的要求要提高許多,故沒(méi)有必要再加壓。
【例2】 磚瓦是用含鐵元素等雜質(zhì)的粘土隔絕空氣燒制成的,當(dāng)燒窯作業(yè)鄰近結(jié)束時(shí),若
用淋灑水辦法來(lái)降低溫度,窯內(nèi)處于還原性氣氛,磚塊中的鐵以氧化亞鐵的形式存在,因而磚成青色。若用捅開(kāi)的窯頂自然冷卻的辦法,磚就變成了紅色。
⑴從化學(xué)角度看,磚瓦呈紅色的原因是 。
⑵現(xiàn)在一塊紅磚,實(shí)驗(yàn)臺(tái)上有濃硫酸、3mol/L的鹽酸、0.1mol/L的硫氰化鉀溶液、0.1mol/L的氯化鐵溶液、0.01mol/L的氫氧化鈉溶液、蒸餾水等試劑,請(qǐng)選用中學(xué)化學(xué)的常用儀器,設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn),用最簡(jiǎn)捷的方法驗(yàn)證紅磚中含有三價(jià)鐵。(簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)步驟,所用儀器、產(chǎn)生現(xiàn)象、所得結(jié)論)
【解析】(1)Fe2+在空氣中不穩(wěn)定,所以捅開(kāi)窯頂,空氣進(jìn)入窯內(nèi),鐵元素被氧化成三價(jià)鐵,生成紅色的Fe2O3。
(2)由(1)中知道紅磚中含的是Fe2O3 ,要檢驗(yàn)紅磚中是否含有Fe3+ ,就得將Fe2O3轉(zhuǎn)化為Fe3+ 。檢驗(yàn)Fe3+ 用KSCN溶液,因?yàn)镕e3+ 與SCN-形成紅色的絡(luò)合物。
實(shí)驗(yàn)方法:將少許紅磚研成粉末,取少許粉末加過(guò)量鹽酸,振蕩,靜置,取上層清液加KSCN溶液,若呈血紅色溶液,證明含有Fe3+。
【例3】石油分餾可以得到汽油,1,2-二溴乙烷可作汽油抗爆劑的添加劑,常溫下它是無(wú)色液體,密度2.18gcm-3,沸點(diǎn)131.4℃,熔點(diǎn)9.79℃,不溶于水,易溶于醇、醚、丙酮等有機(jī)溶劑。在實(shí)驗(yàn)室中可以用下圖所示裝置制備:
填寫(xiě)下列空白:
①寫(xiě)出本題中制備1,2-二溴乙烷的兩個(gè)化學(xué)反應(yīng)方程式: , 。
② 安全瓶b可以防止倒吸,并可檢查實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時(shí)試管d是否發(fā)生堵塞,請(qǐng)寫(xiě)出發(fā)生堵塞時(shí)瓶b中的現(xiàn)象_
③ 容器c中的NaOH溶液的作用是:_____ 。
④ 某學(xué)生在做此實(shí)驗(yàn)時(shí),使用一定量的液溴,當(dāng)溴全部褪色時(shí),所消耗乙醇和濃硫酸混合液的量,比正常情況下超過(guò)許多,如果的氣密性沒(méi)有問(wèn)題,試分析其可能的原因。
【解析】①要制得1,2-二溴乙烷首先要得到乙烯,所以先制乙烯。實(shí)驗(yàn)室制乙烯的方法是用在濃硫酸的條件下加熱乙醇(溫度控制在170℃)。
用乙烯在與溴加成就得到溴乙烷 CH2==CH2+Br2 → CH2BrCH2Br
②b中水面下降,玻璃管中水柱上升,甚至溢出。
③氫氧化鈉能與酸性氧化物反應(yīng),所以用以除去酸性氣體(或除CO2、SO2等)
④可能的原因有兩種 : A、乙烯發(fā)生過(guò)快 B、溫度控制不當(dāng)
【例4】為了防治酸雨,減少煤燃燒時(shí)向大氣排放的SO2,工業(yè)上通過(guò)生石灰和含硫的煤混合使用可以“固硫”(避免硫化合物進(jìn)入大氣),最后生成石膏。試回答:
⑴ 整個(gè)“固硫”反應(yīng)所涉及的反應(yīng)類(lèi)型包括:①化合②分解③置換④復(fù)分解⑤氧化還原反應(yīng)⑥非氧化還原反應(yīng)⑦離子反應(yīng)⑧非離子反應(yīng)(分子反應(yīng))。其中正確的是( )
A.①⑤⑥⑦ B.①②③⑤⑧ C.①⑤⑥⑧ D.②④⑤⑦
⑵ 第一步“固硫”反應(yīng)的化學(xué)方程式中所需氣態(tài)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之和為( )
A.1 B. 2 C.3 D.4
⑶ 比較此法與“石灰石粉末與含硫煤混合”法哪個(gè)更好些?為什么?
⑷ 你認(rèn)為減少酸雨產(chǎn)生可采取的措施是( )
①少用煤作燃料②把工廠(chǎng)的煙囪造高 ③先將燃料煤脫硫 ④在土壤中加石灰防止酸化
⑤開(kāi)發(fā)新能源,避免含S、N的氧化物大量排放
A.①②③ B.②③④⑤ C.①③⑤ D.①③④⑤
【解析】
⑴ 在含硫的煤中加生石灰“固硫”的反應(yīng)是CaO+ SO2== CaSO3、2CaSO3+O2== 2CaSO4,由以上化學(xué)方程式可知涉及到的反應(yīng)類(lèi)型有化合、氧化還原反應(yīng)、非氧化還原反應(yīng)和非離子反應(yīng)。
⑵ 易錯(cuò)選B。主要是區(qū)分哪一個(gè)反應(yīng)是第一步“固硫”反應(yīng)。
⑶ 有的學(xué)生誤認(rèn)為是“石灰石粉末與含硫煤混合”法更好。忽略了實(shí)際生產(chǎn)中石灰石分解為CaO需消耗很高能量,浪費(fèi)煤,使生產(chǎn)成本提高。
⑷把煙囪造高不能減少SO2的排放量;在土壤中施放石灰雖可中和酸雨造成的酸性,但由于生成CaSO4,長(zhǎng)期使用會(huì)使土壤板結(jié),影響土質(zhì)。
〖答案〗:
⑴ C;⑵ A;⑶ 在含硫煤中加入生石灰的方法更好,因?yàn)榇朔ü?jié)約煤,成本低;⑷ C 。
一道與環(huán)保有關(guān)的典題解析
有效地利用現(xiàn)有能源和開(kāi)發(fā)新能源已受到各國(guó)的普遍重視。
(1)可用改變汽油組成的辦法來(lái)改善汽油的燃燒性能。例如,加入 CH3OC(CH3)3來(lái)生產(chǎn)“無(wú)鉛汽油”。CH3OC(CH3)3分子中必存在的原子間連接形式有 。(填寫(xiě)編號(hào))
(2)天然氣的燃燒產(chǎn)物無(wú)毒、熱值高、管道輸送方便,將成為我國(guó)西部開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)之一,天然氣常和石油伴生,其主要的成分是 。能說(shuō)明它是正四面體而非正方形平面結(jié)構(gòu)的理由是 。(填寫(xiě)編號(hào))
①其一氯取代物不存在同分異構(gòu)體 ②其二氯取代物不存在同分異構(gòu)體③它是非極性分子 ④它的鍵長(zhǎng)和鍵角都相等
(3)1980年我國(guó)首次制成一輛燃?xì)淦?chē),乘員12人,以50 kmh-1行駛了40 km。要有效發(fā)展民用氫能源,首先必須制得廉價(jià)的氫氣。下列可供開(kāi)發(fā)又較經(jīng)濟(jì)的制氫方法是 。(填寫(xiě)編號(hào))
①電解水②鋅和稀硫酸反應(yīng)③光解海水
其次,制得純氫氣后還需要解決的問(wèn)題是 。(例舉其一)
解析:(1)只要寫(xiě)出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式
就可以看出答案;
(2)天然氣的主要成分是甲烷,若為平面正方形結(jié)構(gòu),則其二元取代物有兩種同分異構(gòu)體,而正四面體的二元取代物不存在同分異構(gòu)體;(3)電解水消耗大量的電能,鋅和稀硫酸的反應(yīng)也不適合于工業(yè)大量生產(chǎn),只有利用太陽(yáng)光使海水光解才是經(jīng)濟(jì)的方法。但氫氣的密度小、沸點(diǎn)低,輸送和儲(chǔ)存有一定的難度。此題考查了有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)和環(huán)保知識(shí),有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)是有機(jī)化學(xué)的基礎(chǔ),是每年必考內(nèi)容,環(huán)保問(wèn)題也日益受到重視,必將在今后的高考中重現(xiàn)。
答案:(1) ③ (2) 甲烷 ② (3) ③ 氫氣的輸送和貯存
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