某溶液中含有较多的Na2SO4和少量的Fe2(SO4)3。若-优题课

聚苯乙烯是一类重要的高分子材料，可通过苯乙烯聚合制得。

Ⅰ.苯乙烯的制备

（1）已知下列反应的热化学方程式：

① $C_{6} H_{5} C_{2} H_{5} （ g ） + \frac{21}{2} O_{2} （ g ） ═ 8 C O_{2} （ g ） + 5 H_{2} O （ g ） Δ H_{1} ＝ ﹣ 4386.9 k J • m o l^{﹣ 1}$

② $C_{6} H_{5} C H ＝ C H_{2} （ g ） + 10 O_{2} （ g ） ═ 8 C O_{2} （ g ） + 4 H_{2} O （ g ） Δ H_{2} ＝ ﹣ 4263.1 k J • m o l^{﹣ 1}$

③ $H_{2} （ g ） + \frac{1}{2} O_{2} （ g ） ═ H_{2} O （ g ） Δ H_{3} ＝ ﹣ 241.8 k J • m o l^{﹣ 1}$

计算反应④ $C_{6} H_{5} C_{2} H_{5} （ g ） ⇌ C_{6} H_{5} C H ＝ C H_{2} （ g ） + H_{2} （ g ）的 Δ H_{4} ＝$ ＿＿＿＿＿ $k J • m o l^{﹣ 1}$ ；

（2）在某温度、 $100 k P a$ 下，向反应器中充入 $1 m o l$ 气态乙苯发生反应④，其平衡转化率为 $50 %$ ，欲将平衡转化率提高至 $75 %$ ，需要向反应器中充入＿＿＿＿＿ $m o l$ 水蒸气作为稀释气（计算时忽略副反应）；

（3）在 $913 K 、 100 k P a$ 下，以水蒸气作稀释气、 $F e_{2} O_{3}$ 作催化剂，乙苯除脱氢生成苯乙烯外，还会发生如下两个副反应：

⑤ $C_{6} H_{5} C_{2} H_{5} （ g ） ⇌ C_{6} H_{6} （ g ） + C H_{2} ＝ C H_{2} （ g ）$

⑥ $C_{6} H_{5} C_{2} H_{5} （ g ） + H_{2} （ g ） ⇌ C_{6} H_{5} C H_{3} （ g ） + C H_{4} （ g ）$

以上反应体系中，芳香烃产物苯乙烯、苯和甲苯的选择性 $S$ （ $S ＝ \frac{转化为目的产物所消耗乙苯的量}{已转化的乙苯总量} \times 100 %$ ）随乙苯转化率的变化曲线如图所示，其中曲线 $b$ 代表的产物是＿＿＿＿＿，理由是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；

（4）关于本反应体系中催化剂 $F e_{2} O_{3}$ 的描述错误的是＿＿＿＿＿；

A．	$X$ 射线衍射技术可测定 $F e_{2} O_{3}$ 晶体结构
B．	$F e_{2} O_{3}$ 可改变乙苯平衡转化率
C．	$F e_{2} O_{3}$ 降低了乙苯脱氢反应的活化能
D．	改变 $F e_{2} O_{3}$ 颗粒大小不影响反应速率

Ⅱ.苯乙烯的聚合

苯乙烯聚合有多种方法，其中一种方法的关键步骤是某 $C u$ （Ⅰ）的配合物促进 $C_{6} H_{5} C H_{2} X$ （引发剂， $X$ 表示卤素）生成自由基 $C_{6} H_{5} C H_{2} •$ ，实现苯乙烯可控聚合。

（5）引发剂 $C_{6} H_{5} C H_{2} C l 、 C_{6} H_{5} C H_{2} B r 、 C_{6} H_{5} C H_{2} I$ 中活性最高的是＿＿＿＿＿；

（6）室温下，① $C u^{+}$ 在配体 $L$ 的水溶液中形成 $[C u （ L ）_{2}]^{+}$ ，其反应平衡常数为 $K$ ；

② $C u B r$ 在水中的溶度积常数为 $K_{s p}$ 。由此可知， $C u B r$ 在配体 $L$ 的水溶液中溶解反应的平衡常数为＿＿＿＿＿（所有方程式中计量系数关系均为最简整数比）。

金属 $N i$ 对 $H_{2}$ 有强吸附作用，被广泛用于硝基或羰基等不饱和基团的催化氧化反应。将块状Ni转化成多孔型雷尼 $N i$ 后，其催化活性显著提高。

已知：①雷尼 $N i$ 暴露在空气中可以自燃，在制备和使用时，需用水或有机溶剂保持其表面“湿润”；

②邻硝基苯胺在极性有机溶剂中更有利于反应的进行。

某实验小组制备雷尼Ni并探究其催化氢化性能的实验如下：

步骤1：雷尼 $N i$ 的制备

步骤2：邻硝基苯胺的催化氢化反应

反应的原理和实验装置图如图（夹持装置和搅拌装置略），装置Ⅰ用于储存 $H_{2}$ 和监测反应过程。

回答下列问题：

（1）操作（a）中，反应的离子方程式是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；

（2）操作（d）中，判断雷尼 $N i$ 被水洗净的方法是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；

（3）操作（e）中，下列溶剂中最有利于步骤2中氢化反应的是＿＿＿＿＿；

A．	丙酮
B．	四氯化碳
C．	乙醇
D．	正己烷

（4）向集气管中充入 $H_{2}$ 时，三通阀的孔路位置如图所示；发生氢化反应时，集气管向装置Ⅱ供气，此时孔路位置需调节为＿＿＿＿＿；

（5）仪器M的名称是：＿＿＿＿＿；

（6）反应前应向装置Ⅱ中通入 $N_{2}$ 一段时间，目的是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；

（7）如果将三颈瓶N中的导气管口插入液面以下，可能导致的后果是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；

（8）判断氢化反应完全的现象是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

2﹣噻吩乙醇（ $M_{r} ＝ 128$ ）是抗血栓药物氯吡格雷的重要中间体，其制备方法如图：

Ⅰ．制钠砂。向烧瓶中加入 $300 m L$ 液体A和 $4.60 g$ 金属钠，加热至钠熔化后，盖紧塞子，振荡至大量微小钠珠出现。

Ⅱ．制噻吩钠。降温至 $10 ℃$ ，加入 $25 m L$ 噻吩，反应至钠砂消失。

Ⅲ．制噻吩乙醇钠。降温至 $﹣ 10 ℃$ ，加入稍过量的环氧乙烷的四氢呋喃溶液，反应 $30 m i n$ 。

Ⅳ．水解。恢复室温，加入 $70 m L$ 水，搅拌 $30 m i n$ ；加盐酸调 $p H$ 至 $4 ～ 6$ ，继续反应 $2 h$ ，分液；用水洗涤有机相，二次分液。

Ⅴ．分离。向有机相中加入无水 $M g S O_{4}$ ，静置，过滤，对滤液进行蒸馏，蒸出四氢呋喃、噻吩和液体A后，得到产品 $17.92 g$ 。

回答下列问题：

（1）步骤Ⅰ中液体A可以选择＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

A．	乙醇
B．	水
C．	甲苯
D．	液氨

（2）噻吩沸点低于吡咯（）的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（3）步骤Ⅱ的化学方程式为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（4）步骤Ⅲ中反应放热，为防止温度过高引发副反应，加入环氧乙烷溶液的方法是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（5）步骤Ⅳ中用盐酸调节 $p H$ 的目的是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（6）下列仪器在步骤Ⅴ中无需使用的是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（填名称）；无水 $M g S O_{4}$ 的作用为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（7）产品的产率为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（用 $N a$ 计算，精确至 $0.1 %$ ）

钴配合物[Co（NH₃）₆]Cl₃溶于热水，在冷水中微溶，可通过如下反应制备：2CoCl₂+2NH₄Cl+10NH₃+H₂O₂2[Co（NH₃）₆]Cl₃+2H₂O

具体步骤如下：

Ⅰ.称取2.0gNH₄Cl，用5mL水溶解。

Ⅱ.分批加入3.0gCoCl₂•6H₂O后，将溶液温度降至10℃以下，加入1g活性炭、7mL浓氨水，搅拌下逐滴加入10mL6%的双氧水。

Ⅲ.加热至55～60℃反应20min。冷却，过滤。

Ⅳ.将滤得的固体转入含有少量盐酸的25mL沸水中，趁热过滤。

Ⅴ.滤液转入烧杯，加入4mL浓盐酸，冷却、过滤、干燥，得到橙黄色晶体。

回答下列问题：

（1）步骤Ⅰ中使用的部分仪器如图。

仪器a的名称是　　。加快NH₄Cl溶解的操作有　　。

（2）步骤Ⅱ中，将温度降至10℃以下以避免　　、　　；可选用　　降低溶液温度。

（3）指出下列过滤操作中不规范之处：　　。

（4）步骤Ⅳ中，趁热过滤，除掉的不溶物主要为　　。

（5）步骤Ⅴ中加入浓盐酸的目的是　　。

某小组开展“木耳中铁元素的检测”活动。检测方案的主要步骤有：粉碎、称量、灰化、氧化、稀释、过滤、滴定等。回答问题：

（1）实验方案中出现的图标和，前者提示实验中会用到温度较高的设备，后者要求实验者＿＿＿＿＿（填防护措施）。

（2）灰化：干燥样品应装入＿＿＿＿＿中（填标号），置高温炉内，控制炉温 $850 ℃$ ，在充足空气氛中燃烧成灰渣。

A．	不锈钢培养皿
B．	玻璃烧杯
C．	石英坩埚

（3）向灰渣中滴加 $32 %$ 的硝酸，直至没有气泡产生。灰化容器中出现的红棕色气体主要成分是＿＿＿＿＿（填化学式），因而本实验应在实验室的＿＿＿＿＿中进行（填设施名称）。

若将漏斗直接置于容量瓶上过滤收集滤液（如图所示），存在安全风险，原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（4）测定铁含量基本流程：将滤液在 $200 m L$ 容量瓶中定容，移取 $25.00 m L$ ，驱尽 $N {O_{3}}^{-}$ 并将 $F e^{3 +}$ 全部还原为 $F e^{2 +}$ 。用 $5 m L$ 微量滴定管盛装 $K_{2} C r_{2} O_{7}$ 标准溶液进行滴定。

①选用微量滴定管的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

②三次平行测定的数据如表。针对该滴定数据，应采取的措施是＿＿＿＿＿。

序号	1	2	3
标准溶液用量/ $m L$	$2.715$	$2.905$	$2.725$

③本实验中，使测定结果偏小的是＿＿＿＿＿（填标号）。

A．	样品未完全干燥
B．	微量滴定管未用标准溶液润洗
C．	灰渣中有少量炭黑