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        新課標、新高考、新教材背景下教育質(zhì)量檢測工具的跨區(qū)域研發(fā)項目成果展示

        2021-07-15 09:33:58
        關(guān)鍵詞:分水器丁酯電離

        【例1】某項目式學(xué)習(xí)小組在探究鎂的性質(zhì)時,設(shè)計實驗并用手持探測器測得溶液中某氣體的含量變化曲線如表1所示:

        表1

        ( )

        A.鎂與冷水、氫氧化鈉溶液不反應(yīng)

        B.實驗序號②曲線表示CO2氣體在溶液中含量的變化

        C.實驗序號②氣體成分:CO2和H2

        【答案】A

        【作者單位 姓名】江西省龍南中學(xué) 張萬程

        【例2】釕的配合物離子[Ru(OOCH3)ClL3]可催化甲醇脫氫,反應(yīng)過程如圖1所示。

        圖1

        下列敘述錯誤的是

        ( )

        A.②和④及CH3COOH均是反應(yīng)的中間產(chǎn)物

        C.反應(yīng)過程中有極性鍵與非極性鍵的斷裂與形成

        D.如果原理為乙醇,則主要產(chǎn)物為乙醛

        【答案】C

        【解析】

        圖2

        【作者單位 姓名】江西省南昌市新建區(qū)第一中學(xué) 謝葉歸

        【例3】實驗室制備乙酸丁酯的反應(yīng)原理為

        已知

        表2

        實驗一 制取乙酸丁酯

        步驟1 量取9.2 mL 1-丁醇(即正丁醇,以下簡稱丁醇)注入試管中,再量取7.0 mL冰醋酸,慢慢沿試管壁注入試管,邊加邊輕輕振蕩試管。

        步驟2 向試管中滴加4~5滴98%濃硫酸輕輕振蕩,塞上帶長導(dǎo)管的橡膠塞,并按圖3裝配好實驗裝置。

        圖3

        步驟3 點燃酒精燈,用酒精燈給石棉網(wǎng)加熱,當試管內(nèi)的液體有明顯沸騰狀時起,加熱回流10 min左右,停止加熱,讓試管中的液體自然冷卻。

        步驟4 待試管已經(jīng)不太熱后,用水快速冷卻至室溫。

        實驗二 提純乙酸丁酯

        步驟1 將試管中反應(yīng)后的液體倒入________中,振蕩后,分液。

        步驟2 測酯層的pH。

        步驟3 依次用水、15% Na2CO3溶液,進行洗滌。

        步驟4 測酯層的pH。若酯層仍呈________性,則重復(fù)步驟3,直至酯層呈中性。

        步驟5 將洗凈的乙酸丁酯倒入量筒中,測其體積為VmL。

        請回答相關(guān)問題:

        1.實驗一中給試管加熱的方法是:________。

        2.實驗二步驟1中的儀器名稱為:________;該儀器使用前需要:________;步驟4中酯層仍呈________性。

        3.實驗一中提高原料利用率的措施有:________,________。

        4.該實驗條件下,乙酸丁酯的產(chǎn)率為________。

        5.為了增大原料的利用率,某同學(xué)對實驗裝置進行了改進,如圖4所示,該裝置能提高原料的利用率,是因為有以下兩個改進:一是________;二是增加了分水器。其中分水器提高原料利用率的原理是:________________。

        圖4

        6.實驗中諸多因素可能造成產(chǎn)率過低,下列會造成產(chǎn)率過高的因素有________。(填字母代號)

        A.溫度過高

        B.分液時控制不好,造成酯的流失

        C.Na2CO3溶液濃度過大

        D.洗滌不充分

        E.反應(yīng)時間不足

        F.溫度過低

        【答案】1.空氣浴

        2.梨形分液漏斗 檢查是否漏水 酸

        3.加熱回流10 min左右 長導(dǎo)管冷凝回流

        5.改用球形冷凝管 產(chǎn)物中的水分離出去,使平衡向酯化反應(yīng)方向移動

        6.D

        【解析】1.試管浴石棉網(wǎng)間留空隙,是通過空氣流動來控制溫度,是空氣浴,本小題考查學(xué)生基本實驗操作。

        2.分離提純乙酸丁酯的方法是分液,故用梨形分液漏斗;使用之前需要檢查是否漏水,本小題考查基本儀器的使用方法及用途。通過測酯層的pH來判斷酯層是否還含有未洗凈的醇和酸,從而判斷酯層是否洗凈,本小題考查分析推測能力。

        3.提高原料利用率的方法是使原料充分反應(yīng),盡可能多的轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物,本小題考查歸納與論證,識別有效證據(jù)能力。

        5.使用冷凝管可使反應(yīng)物充分反應(yīng);增加分水器后,冷凝管中冷凝后液化流入分水器,由于酯的密度較小,在水層上,當分水器中水達到分水器支管處時,酯回流到燒瓶。而水從反應(yīng)體系中脫離,使平衡正向移動,本小題考查“變化觀念和平衡思想”的學(xué)科素養(yǎng)。

        6.實驗中造成產(chǎn)率過低的操作較多,如溫度過高造成乙酸或正丁醇揮發(fā);分液時造成酯的流失;溫度過低或反應(yīng)時間不足致反應(yīng)不完全;Na2CO3溶液濃度過大,造成生成的酯部分水解;洗滌不充分,酯中含未反應(yīng)的醇或酸導(dǎo)致實驗結(jié)果偏高,本小題考查探究與創(chuàng)新,評價方案能力。

        【作者單位 姓名】山西省孝義中學(xué)校 李愛琴

        【例4】常溫下,用0.10 mol·L-1NaOH溶液分別滴定20.00 mL起始濃度也均為0.10 mol·L-1的一元弱酸HX和HY溶液,已知HX電離程度小于HY,且當Ka≤10-5時,可以認為弱酸達電離平衡時的濃度近似等于起始濃度,其滴定曲線如圖5所示,請回答下列問題:

        圖5

        (1)曲線Ⅰ對應(yīng)的為酸________,弱酸HY的電離常數(shù)為________,已知弱電解質(zhì)在溶液里達到電離平衡時,已電離的電解質(zhì)分子數(shù)占起始時總分子數(shù)的百分數(shù),稱為弱電解質(zhì)電離度,則弱酸HX和HY電離度之比為________;

        (2)在B1和B2點對應(yīng)的溶液中,應(yīng)滿足的關(guān)系為c(HX)-c(HY)=________,c(Na+)、c(X-)和c(Y-)離子濃度由大到小的關(guān)系為________;

        (3)當兩溶液均滿足pH=7時,請完成以下問題:如果某溶液中Ka”“<”或“=”),曲線Ⅱ中加入NaOH物質(zhì)的量與剩余酸的物質(zhì)的量之比為________;

        (4)兩條曲線終點坐標分別C1和C2,其縱坐標數(shù)值分別為________,根據(jù)終點坐標判斷,曲線________選用酚酞作終點指示劑誤差更?。?/p>

        (5)如果把曲線上pH=7的點稱為D點,則在曲線Ⅱ上B2和D2點之間(不包括端點),c(Na+)、c(H+)、c(OH-)、c(Y-)之間存在關(guān)系為________,在曲線Ⅰ上的A1至C1點范圍內(nèi),滿足c(Na+)>c(X-)>c(OH-)>c(H+) 的區(qū)間為________;如果把曲線上加入40 mL NaOH溶液的點稱為E點,則B1、C1和E1三點溶液中由水電離出的c(H+)大小關(guān)系為________。

        【答案】(1)HX 10-50.01

        (2)c(HX)-c(HY)=c(Y-)-c(X-)c(Y-)>c(Na+)>c(X-)

        (3)< = 100

        (4)10.85 8.85 Ⅱ

        (5)c(Y-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-) (D1,C1] C1>B1>E1

        【解析】本題以文字和圖像形式呈現(xiàn),考查了考生的讀圖像能力和運用三大守恒規(guī)律對中和滴定后溶液中離子濃度關(guān)系比較和判斷的能力,尤其對滴定過程中“五點一區(qū)間上”離子種類、濃度大小、等式關(guān)系等進行了重點考查,考查了考生對平衡移動原理、電離常數(shù)、水解常數(shù)以及指示劑的理解與應(yīng)用??疾榭忌畔⑺阉髂芰?、數(shù)據(jù)處理能力、歸納概括能力,培養(yǎng)考生變化觀念與平衡思想、科學(xué)探究與創(chuàng)新意識的學(xué)科素養(yǎng)。

        2.在B1和B2兩點均為等濃度酸和鹽和混合溶液,兩溶液中c(Na+)相等,根據(jù)兩點坐標值可知,B1點溶液呈堿性,X-水解程度大于HX電離程度,滿足c(HX)>c(Na+)>c(X-),B2點溶液呈酸性,HY電離程度大于Y-水解程度,滿足c(Y-)>c(Na+)>c(HY),所以c(Y-)>c(Na+)>c(X-)。兩溶液中分別應(yīng)滿足以下物料守恒關(guān)系:c(HX)+c(X-)=2c(Na+)、c(HY)+c(Y-)=2c(Na+),所以c(HX)+c(X-)=c(HY)+c(Y-),即c(HX)-c(HY)=c(Y-)-c(X-)。

        5.從圖像不難看出,曲線Ⅰ的D1點在B1的左側(cè),此點滿足:c(Na+)+c(H+)=c(X-)+c(OH-),由于OH-是X-水解產(chǎn)生的,所以也同時滿足c(Na+)=c(X-)>c(OH-)=c(H+),如果再加入NaOH溶液直到C1點,則會同時滿足c(Na+)>c(X-)、c(OH-)>c(H+),即滿足c(Na+)>c(X-)>c(OH-)>c(H+),所以合理區(qū)間為(D1,C1]。曲線Ⅱ上D2點在B2點的右側(cè),是酸和鹽的混合溶液,此點滿足電荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(Y-)+c(OH-),而在B2和D2點之間(不包括端點)應(yīng)滿足:c(H+)>c(OH-),所以c(Y-)>c(Na+),則c(Na+)、c(H+)、c(OH-)、c(Y-)之間在大小關(guān)系為:c(Y-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)。B1、C1和E1三點溶液中物質(zhì)成分分別為等濃度的HX和NaX、NaX、等濃度的NaX和NaOH,其溶液分別為0.033 mol·L-1、0.05 mol·L-1和0.025 mol·L-1,由于Ka(HX)=10-9,所以E1點溶液中c(OH-) 遠大于B1點溶液中c(H+),對水的電離抑制作用更強,C1只有鹽溶液且鹽溶液濃度最大,所以B1、C1和E1三點溶液中由水電離出的c(H+)大小關(guān)系為C1>B1>E1。

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