高中化学人教版 (新课标)选修2 化学与技术第四单元 化学与技术的发展课题2 表面活性剂 精细化学品习题

课时训练19　表面活性剂　精细化学品

基础夯实

1.下列有关肥皂的叙述不正确的是(　　)

A.肥皂的结构中,分子的一端为亲水基,另一端为亲油基

B.肥皂的去污原理与合成洗涤剂不同

C.肥皂是由碱性物质与油脂反应制得的

D.肥皂可以破除水与油的界线,将油污包覆并悬浮于水中

答案：B

2.下列反应属于皂化反应的是(　　)

A.乙酸乙酯在碱性条件下的水解

B.硬脂酸甘油酯在酸性条件下的水解

C.软脂酸甘油酯在碱性条件下的水解

D.油酸甘油酯在酸性条件下的水解

解析：皂化反应指的是高级脂肪酸甘油酯的碱性水解形成高级脂肪酸盐(即肥皂)的过程。

答案：C

3.下图为硬脂酸甘油酯在碱性条件下水解的装置图。进行皂化反应时的步骤如下: (导学号52690110)

(1)在圆底烧瓶中装入7~8 g硬脂酸甘油酯,然后加入2~3 g的氢氧化钠、5 mL水和10 mL酒精。加入酒精的作用为　　　　　　　　　。 

(2)隔着石棉网给反应混合物加热约10 min,皂化反应基本完成,所得的混合物为　　　　(填“悬浊液”“乳浊液”“溶液”或“胶体”)。 

(3)向所得混合物中加入　　　　,充分搅拌后,静置一段时间,溶液分为上下两层,肥皂在　　　　层,这个操作称为　　　　。 

(4)图中长玻璃导管的作用为　　　　　　　　。 

(5)写出该反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

解析：皂化反应的投料中加入酒精的目的是溶解硬脂酸甘油酯,增大油脂与NaOH溶液的接触面,从而增大水解速率;反应后加入NaCl,发生盐析是利用胶体的性质,使硬脂酸钠在上层析出。

答案：(1)溶解硬脂酸甘油酯

(2)胶体

(3)NaCl　上　盐析

(4)导气兼冷凝回流

(5)+3NaOH

3C17H35COONa+

4.下列有关合成洗涤剂的叙述错误的是(　　)

A.在洗涤剂烷基苯磺酸钠中,烷基含碳原子的个数以12~18为宜

B.在洗涤剂烷基苯磺酸钠中,烷基应以带有支链的为宜

C.在合成洗涤剂中添加酶制剂可提高洗涤效果

D.在合成洗涤剂中应以无磷助剂代替含磷助剂

解析：选项A,烷基是亲油憎水基,故碳原子数不宜太多或太少,以12~18为宜,正确;选项B,在洗涤剂烷基苯磺酸钠中,烷基应以直链为宜,因为带有支链很难被细菌降解而使水体污染,故不正确;选项C,合成洗涤剂中添加酶制剂可除去某些特殊的污渍,提高洗涤效果,正确;选项D,含磷助剂可使水体富营养化,故应以无磷助剂代替,正确。

答案：B

5.市场上有种加酶洗衣粉,即在洗衣粉中加入少量的碱性蛋白酶,它的催化活性很强,衣服的汗渍、血渍及人体排放的蛋白质、油渍遇到它,皆能水解而除去。下列衣料中不能用该加酶洗衣粉洗涤的是(　　)

①棉织品　②毛织品　③腈纶织品　④蚕丝织品

⑤涤纶织品　⑥锦纶织品

A.①②③ B.②④ C.③④⑤ D.③⑤⑥

解析：由蛋白质组成的物质不能用加酶洗衣粉洗涤。

答案：B

6.咖喱是一种烹饪辅料,若白衬衣被咖喱汁沾污后,用普通肥皂洗涤该污渍时会发现,黄色污渍变为红色。经水漂洗后红色又变为黄色。据此现象,你认为咖喱汁与下列何种试剂可能有相似的化学作用(　　)

A.品红溶液 B.石蕊溶液

C.氯水 D.KI-淀粉溶液

解析：肥皂溶液显碱性,咖喱汁遇肥皂溶液变红色,经水漂洗后溶液显中性,又变为黄色,这说明咖喱汁遇碱显红色,遇中性溶液显黄色,这类似于酸碱指示剂。

答案：B

7.下列物质中,分子的一端亲水,另一端亲油的是(　　)

①CH3(CH2)15SO3Na 

②CH3CH2CH3

③CCl4 

④CH3(CH2)4COOH

A.①③ B.②④ C.①④ D.②③

解析：表面活性剂的基本性质是具有极性基团(亲水)和非极性基团(亲油)。烃基是非极性基团能亲油,而酸根(或—SO3Na、—COOH)为极性基团能亲水,故CH3(CH2)15SO3Na和CH3(CH2)4COOH具有上述性质。

答案：C

8.关于精细化学品及其特点的叙述正确的是(　　)

A.精细化学品品种多产量也大

B.精细化学品批量小,但产值高

C.精细化学品开发周期快,经济效益见效快

D.精细化学品表面活性剂能显著增大水与空气的界面张力

答案：B

9.心酮胺是治疗冠心病的药物。它具有如下结构简式。

下列关于心酮胺的描述,错误的是(　　)

A.可以在催化剂作用下和溴反应

B.可以和银氨溶液发生银镜反应

C.可以和氢气发生加成反应

D.可以和浓硫酸与浓硝酸的混合液反应

解析：该物质中存在苯环,苯环上的氢原子可以被—Br、—NO2等取代,故A、D均正确;该物质中不含醛基,不能发生银镜反应,B错;苯环、酮羰基均可与氢气发生加成反应,C对。

答案：B

能力提升

10.下列产品的使用不会对环境造成污染的是(　　)

A.含磷洗衣粉 B.酒精

C.氟利昂 D.含汞电池

解析：本题以环境污染为命题点,考查对生活质量的关心程度及一些生活常识。含有含磷洗衣粉的污水可造成水体的富营养化,形成水污染;氟利昂等氟氯烃类物质的排放可破坏臭氧层;含汞电池的任意丢弃会造成水污染及土壤污染,而酒精并不会引起环境污染。

答案：B

11.将肥皂溶于热水中,然后加入稀盐酸,最后得到的固体是(　　)

A.硬脂酸钠 B.硬脂酸

C.甘油 D.食盐

解析：肥皂的主要成分是高级脂肪酸钠,与盐酸反应生成高级脂肪酸和NaCl,高级脂肪酸不溶于水,产生沉淀。

答案：B

12.下列关于油脂的叙述中错误的是(　　)

A.从溴水中提取溴可用植物油作萃取剂

B.用热的纯碱溶液去油污效果更好

C.硬水使肥皂去污能力减弱是因为发生了沉淀反应

D.用热的纯碱溶液可区别植物油和矿物油

解析：植物油中含不饱和键,可与溴发生加成反应,不能用作溴的萃取剂;温度越高,纯碱溶液的水解程度越大,碱性越强,油污的水解速率越快;硬水中的钙(镁)离子易与肥皂反应生成难溶于水的高级脂肪酸钙(镁);植物油为油脂,在热的碱溶液中水解,产物均溶于水,而矿物油主要为烃类,不与碱反应,液体仍为两层。

答案：A

13.某药物的结构简式如下。该物质1 mol与足量的NaOH溶液反应,消耗NaOH的物质的量为(　　)

A.3 mol B.4 mol

C.3n mol D.4n mol

解析：从该药物的结构简式可知其中含有两个醇酯基、一个酚酯基,前者1 mol消耗1 mol NaOH,后者1 mol消耗2 mol NaOH,所以1 mol该药物可消耗4n mol NaOH。

答案：D

14.油脂皂化反应后,使肥皂和甘油充分分离,可以采取下列操作中的(　　)

A.过滤 B.分液

C.盐析 D.蒸发结晶

解析：油脂皂化反应后,应加入NaCl使高级脂肪酸钠结晶析出,该过程称为盐析。

答案：C

15.制肥皂时,皂化反应后加盐的作用是(　　)

A.加大溶液密度

B.催化作用

C.与甘油反应

D.盐析使肥皂析出

解析：皂化反应后的混合液是不分层的,需要加入食盐将肥皂的有效成分析出,即盐析。

答案：D

16.一般来说,轻、薄、疏、松、滑爽的织物透气性强,穿在身上轻快、凉爽,是夏季普遍采用的衣料,各种真丝绸即具有以上特点。那么真丝绸衣服脏了应选用什么样的洗涤剂(　　)

A.弱碱性的合成洗涤剂 B.肥皂

C.中性的合成洗涤剂 D.纯碱

答案：C

17.关于肥皂与合成洗涤剂的比较,下列说法正确的是 (　　)

①肥皂可以在硬水中使用,而合成洗涤剂不行

②合成洗涤剂去污能力比肥皂强,适合洗衣机使用

③制造合成洗涤剂的原料便宜

④制造肥皂的原料便宜

A.①③ B.②③ C.②④ D.①④

解析：肥皂的有效成分为硬脂酸钠,而C17H35COO-能与硬水中的Ca2+、Mg2+结合形成沉淀,使C17H35COO-失去除污能力,降低了洗涤效果;合成洗涤剂为十二烷基苯磺酸钠,其中所含的表面活性剂拥有更强的亲水和亲油基团,去污能力更强;合成洗涤剂的原料主要是石油化工的副产品,比较便宜,而肥皂的原料为油脂,成本相对高一些。

答案：B

18.将洗衣粉和肥皂分别制成溶液进行有关实验。试回答下列问题:

(1)分别用紫色石蕊试纸检验,试纸呈　　　　　色和　　　　　色,其原因是　　　　　　　　　　。 

(2)不能在酸性水中使用的是　　　　　,其原因是　　　　　　　　　　　。 

(3)不能在硬水中使用的是　　　　　,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(4)洗衣粉的主要成分是　　　　　,肥皂的主要成分是　　　　　,两者都属于有机盐类化合物。 

解析：洗衣粉的主要成分是强碱强酸盐,其溶液呈中性;肥皂的主要成分是强碱弱酸盐,水解呈碱性。肥皂的有效成分与硬水中的Ca2+、Mg2+等反应产生沉淀,与H+反应生成溶解度小的高级脂肪酸,从而影响去污效果。

答案：(1)紫　蓝　前者是强碱强酸盐,溶液呈中性;后者是强碱弱酸盐,水解呈碱性

(2)肥皂　肥皂与酸作用生成溶解度小的高级脂肪酸,从而影响去污效果

(3)肥皂　肥皂与硬水中的Ca2+、Mg2+反应生成沉淀,从而影响去污效果

(4)烷基苯磺酸钠　高级脂肪酸钠

19.常用洗涤剂的主要成分是十二烷基苯磺酸钠

[],十二烷基苯磺酸钠是常用普通洗衣粉的主要成分,其结构可用图形来表示,端为链烃基,端为极性基。根据这一结构特点,试分析和回答下列问题:

(1)十二烷基苯磺酸钠分子在水溶液表面分布的结构示意图,应是下列各图中的　　　　　　图(填写序号),理由是　　　　　　　　　　。 

(2)进入水内部的十二烷基苯磺酸钠分子,可能会以下列结构形式中的　　　　　结构形式存在(填写序号),理由是　　　　　　　　。 

解析：(1)水分子为极性分子,根据相似相溶原理,洗衣粉分子的极性基(端)应溶解于水中,链烃基(端)不应溶于水中,C符合要求。

(2)A中极性基交替排列,可减少分子之间的斥力;D中极性基(端)向外、链烃基(端)向内的排列,在一定程度上使憎水基团脱离与水的接触,使体系能量降低。A、D为其可能的存在形式。

答案：(1)C　链烃基在液面上,极性基团在液面之下与水相亲,可使体系能量降低

(2)AD　极性基团交错排列,可减少分子之间的斥力;链烃基向内、极性基团向外的结构,在一定程度上使亲油基团——链烃基脱离与水的接触,使体系能量降低

20.在第一次世界大战期间,德国就开始制造烷基苯磺酸盐以代替肥皂。1930年,美国National Aniline公司正式将烷基苯磺酸钠作为廉价的合成洗涤剂销售。这种产品,在第二次世界大战后的1945~1950年间迅速普及。在日本,利用硬性型ABS(带支链的烷基苯磺酸盐)的合成洗涤剂的产量,在1963年已超过肥皂。但是随着合成洗涤剂消费量的增加,引起了河川发生泡沫等污染水质的问题。因而改用对微生物降解性良好的软性型LAS(直链烷基苯磺酸盐)。              (导学号52690111)

(1)软性型LAS最常见的是直链十二烷基苯磺酸钠:,其结构中与肥皂(C17H35COONa)的憎水基团—C17H35相当的基团为　　　　　　　　。同浓度的直链十二烷基苯磺酸与肥皂溶液的pH较大的是　　　　　　　。 

(2)烷基苯磺酸钠用作洗涤剂时,需配加三聚磷酸钠、硅酸钠等助洗剂。当洗涤用水硬度较大时,洗衣粉与肥皂相比,　　　　　　　　　洗涤效果较好,原因是肥皂　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)1999年1月1日开始的太湖流域禁磷行动是指　　　　　　,主要目的是　　　　　　　　　　　　。 

(4)现在市场上销售的加酶洗衣粉中含有碱性蛋白酶,它对洗涤　　　　　　　类污渍效果极好,原因是　　　　　　　　　　　　　　。 

解析：(1)直链十二烷基苯磺酸钠的憎水基团即是其有机基团部分:;直链十二烷基苯磺酸比C17H35COOH的酸性强,同浓度的直链十二烷基苯磺酸与肥皂溶液比较,肥皂溶液的pH大;(2)洗衣粉中的三聚磷酸钠等助洗剂能够软化水,可增加洗衣粉的去污作用,肥皂中的高级脂肪酸钠能与硬水中的Ca2+、Mg2+反应生成沉淀,降低洗涤效果;(3)含磷洗衣粉对水体会造成富营养化,太湖流域禁磷行动即是指禁止销售、使用含磷洗衣粉,防止水体污染;(4)加酶洗衣粉中的碱性蛋白酶能够催化蛋白质类污渍的水解,所以对含蛋白质的血渍、奶渍的洗涤效果好。

答案：(1)　肥皂溶液

(2)洗衣粉　易与Ca2+、Mg2+生成沉淀

(3)在太湖流域禁止使用、销售含磷洗衣粉　防止太湖流域水体磷含量过高而引起藻类大量繁殖

(4)血渍、奶渍　血渍、奶渍主要成分是蛋白质,能在蛋白酶催化下水解