高中化学人教版 (2019)选择性必修2第三章 晶体结构与性质第二节 分子晶体与共价晶体课堂检测
展开一、单选题
1.由短周期元素组成的一种药物的分子结构式如图所示。其中X原子的核外电子只有一种运动状态;元素Y、Z、W、E原子序数依次增大,基态W与E的价电子排布均为。下列说法不正确的是
A.沸点高低:XW>XEB.元素电负性大小:X
A.分子中含有σ键和π键B.属于原子晶体
C.分子是非极性分子D.的熔点比的低
3.反应2SO2+O22SO3在密闭容器中进行,下列关于该反应中涉及物质的说法错误的是
A.SO3中S采取sp3杂化B.固态O2的晶体结构采取密堆积方式
C.增大O2的浓度能增大反应速率D.V位于第四周期第ⅤB族
4.下列叙述正确的是
A.直线形分子可能是非极性分子
B.四原子分子不可能是正四面体形
C.一种元素只能形成一种类型的晶体
D.两种元素形成的化合物肯定含有极性键
5.下列各组物质性质的比较,结论正确的是
A.在中的溶解度:
B.酸性:
C.分子中键角的大小:
D.熔点:锗>硅≥碳化硅>金刚石
6.少量氯气通入自来水中杀菌消毒的原理为。下列有关说法正确的是
A.的结构示意图为B.为分子晶体
C.的电子式为D.电离方程式为:
7.某离子液体的部分结构如图所示。短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,但W、X、Y的原子半径依次减小,X、Z同主族,且Z的原子序数为X的2倍。下列说法错误的是
A.该离子液体中W、X、Y均达到8e-稳定结构
B.C与X、Z均能形成三原子分子晶体
C.W、Z的氧化物对应水化物的酸性比C的强
D.最简单氢化物的熔、沸点的大小顺序一定为C
A.电负性:N>OB.活泼性:
C.第一电离能:N>OD.熔沸点:
9.金刚砂(SiC)是重要的工业制品,可由反应制得:3C+SiO2SiC+2X。SiC的晶体结构与金刚石类似,如图所示。下列说法错误的是
A.Si属于p区元素,在SiC中的化合价为+4价
B.X可与氧气反应生成Y,Y分子的中心原子杂化方式为sp杂化
C.在SiC晶体中最小的环上有6个原子
D.已知Si-C键的键能为,则理论上分解1mlSiC形成气态原子需要的能量为akJ
10.石墨晶体是层状结构(如图)。以下有关石墨晶体的说法正确的一组是
①石墨中的C为杂化;②石墨是混合晶体;③每个六元环完全占有的碳原子数是2个;④石墨熔点、沸点都比金刚石低;⑤石墨中碳原子数和C—C键之比为1:2;⑥石墨和金刚石的硬度相同;⑦石墨层内导电性和层间导电性不同;
A.①②④B.①②⑥C.②③⑦D.②④⑤
二、填空题
11.分子晶体的种类
(1) ;
(2) ;
(3) ;
(4) ;
(5) ;
12.(1)IBr是一种卤素互化物,具有很高的化学活性,有许多性质与卤素相似,它在常温下是深红色液体,熔点为41 ℃,沸点为116 ℃,固体溴化碘是 晶体,含有 键,IBr与水反应生成一种无氧酸和一种含氧酸,反应的化学方程式为 。
(2)已知AlCl3的熔点为190 ℃(2.202×105 Pa下),但它在180 ℃即开始升华。请回答:
①AlCl3固体是 晶体;
②设计一个可靠的实验,判断氯化铝是离子化合物还是共价化合物。你设计的实验是 。
13.(1)已知乙醛的沸点为20.8℃,乙醇的沸点为78℃。乙醛沸点比乙醇沸点低的主要原因是 。
(2)有科学家在实验室条件下将干冰制成了原子晶体。则同是原子晶体的和硬度大小关系 (填“>”、“<”或“=”),从结构的角度说明理由 。
14.(1)写出的电子式: 。
(2)二氧化硅熔化需1723℃,而干冰升华在常温下就可以进行,解释前者比后者所需温度高很多的原因: 。
(3)已知:比易电离出。请用一个离子方程式证明: 。
15.(1)已知酸性H2CO3>HClO>,用一个离子方程式表示ClO-和结合H+的相对强弱 。
(2) NaNH2是离子化合物,各原子均满足稳定结构。写出NaNH2的电子式 。
(3)在常压下,金刚石的硬度比足球烯(C60) 高。主要原因是 。
16.据报道,科研人员应用计算机模拟出结构类似C60的物质N60。
已知:①N60分子中每个氮原子均以N—N结合3个氮原子而形成8电子稳定结构;
②N—N的键能为167 kJ•ml-1。请回答下列问题:
N60分子组成的晶体为 晶体,其熔、沸点比N2晶体的 (填“高”或“低”),原因是 。
17.原子晶体不能形成最密堆积结构的原因是 。
18.共价晶体
19.根据已学知识,请你回答下列问题:
(1)含有8个质子,10个中子的原子的化学符号 。
(2)某元素被科学家称之为人体微量元素中的“防癌之王”,其原子的外围电子排布是4s24p4,该元素的名称是 。
(3)NH的立体结构为: ,SO2的立体结构为: 。
(4)周期表中最活泼的非金属元素原子的轨道表示式为 。
(5)三氯化铁常温下为固体,熔点282°C,沸点315°,在300°C以上易升华。易溶于水,也易溶于乙醚、丙酮等有机溶剂。据此判断三氯化铁晶体为 。
(6) 某元素核外有三个电子层,最外层电子数是核外电子总数的1/6,写出该元素原子的电子排布式是 。
(7)写出HCN的电子式 ,该分子中σ键和π 键的比为 。
(8)比较NCl3和 PCl3键角大小并解释其原因 。
(9)向硫酸铜溶液中加入氨水,先生成蓝色沉淀,续滴加氨水,沉淀溶解生成蓝色溶液,写出生成的配离子的结构式 ,1ml该配离子中含有的σ键数目为 。
20.下列为几种晶体或晶胞的示意图:
请回答下列问题:
(1)上述晶体中,粒子之间以共价键结合形成晶体的是 。
(2)冰、金刚石、MgO、CaCl2、干冰5种晶体的熔点由高到低的顺序为 。
(3)每个Cu晶胞中实际占有 个 Cu原子;CaCl2晶体中Ca2+的配位数为 。
(4)观察CO2分子晶体结构的一部分,每个CO2分子周围有 个与之紧邻 且等距的CO2分子;
三、实验题
21.青蒿素是我国科学家从传统中药中发现的能治疗疟疾的有机化合物。已知: 青蒿素是烃的含氧衍生物,为无色针状晶体,可溶于乙醇、乙醚,在水中几乎不溶,熔点为156~157℃,热稳定性差,青蒿素 60℃以上易分解。从青蒿中提取青蒿素的方法之一是以萃取原理为基础的。
(1)从青蒿中提取青蒿素的流程如下:研究团队经历了使用不同溶剂和不同温度的探究过程,实验结果如下:
①分离残渣与提取液的实验操作是 ;操作Ⅱ的名称是 。
②提取青蒿素使用的溶剂最好选择 。
③研究发现,青蒿素分子中的某个基团受热不稳定,据此分析用乙醇作溶剂,提取效率偏低,不能达到理想效果的原因是 。
④操作Ⅲ的主要过程可能是 (填字母)。
A.加水溶解,蒸发浓缩、冷却结晶 B.加 95%的乙醇,浓缩、结晶、过滤 C.加入乙醚进行萃取分液
(2)某学生对青蒿素的性质进行探究。将青蒿素加入含有 NaOH、酚酞的水溶液中,青蒿素的溶解量较小,加热并搅拌,青蒿素的溶解量增大,且溶液红色变浅,说明青蒿素与______ (填字母)具有相似的性质。
A.乙醇B.乙酸C.乙酸乙酯D.葡萄糖
(3)青蒿素的质谱数据中有一个峰值与另一种抗疟药鹰爪素相同,而鹰爪素的该质谱峰对应过氧基团,于是推测青蒿素中也含有过氧基团,请写出过氧基的电子式: 。青蒿素所属晶体类型为 晶体。
(4)研究还发现,将青蒿素通过下面反应转化为双氢青蒿素,治疗疟疾的效果更好。
该反应的反应类型是 反应。
(5)科学家对 H2O2分子结构的认识经历了较为漫长的过程,最初科学家提出了两种观点:甲:、乙: H—O—O—H,甲式中 O→O 表示配位键,在化学反应中 O→O 键遇到还原剂时易断裂。化学家 Baeyer 和 Villiyer 为研究 H2O2的分子结构,设计并完成了下列实验:
a.将 C2H5OH 与浓 H2SO4反应生成(C2H5)2SO4和水;
b.将制得的(C2H5)2SO4与 H2O2反应,只生成 A 和 H2SO4;
c.将生成的 A 与 H2反应(已知该反应中 H2作还原剂)。
①如果 H2O2的结构如甲所示,实验 c 中化学反应方程式为(A 写结构简式) 。
②为了进一步确定 H2O2的结构,还需要在实验 c 后添加一步实验 d,请设计 d 的实验方案: 。
22.碳化物衍生碳以其独特的性能被广泛应用在超级电容器、催化剂载体等方面。常用氯气刻蚀法制备。该方法通过高温氯化2小时在SiC表面制备碳涂层(已知:的沸点是59℃,极易水解),其方法如图:
(1)圆底烧瓶A中为氯酸钾固体,仪器a中的试剂是 ,A中发生反应的化学方程式为 。
(2)仪器C中所盛物质为 。
(3)高温环境氯气与氩气混合气氛中氯气与SiC反应,将Si原子从SiC中刻蚀掉形成碳层,反应的化学方程式为 ,如果温度超过1175℃,涂层上的碳结构发生如下变化:碳→骨架碳→非晶碳→石墨碳,则碳涂层硬度会 (填“逐渐变高”或“逐渐变低”),SiC熔点远高于的原因是 。
(4)装置F的作用是 ,NaOH溶液中生成的盐除了NaCl外,还有 。
23.光气()是一种重要的有机中间体,无色剧毒,易水解生成两种酸性物质。实验室用与发烟硫酸反应制备光气,方程式为。装置如图所示(夹持及加热仪器略去)。
已知:光气的熔点,沸点7.94℃;沸点76.8℃;沸点151℃。回答下列问题:
(1)仪器甲的名称是 。
(2)光气在固态时属于分子晶体,相邻分子靠 相互吸引(填标号)。
A.共价键 B.氢键 C.范德华力 D.离子间静电作用
(3)A装置加热的温度不宜超过76.8℃的原因是 。
(4)D装置的具支试管中可观察到的现象是 。
(5)E装置的作用是 。
(6)F装置用于吸收多余的光气,反应的离子方程式是 。
(7)纯度测定:用注射器抽取新制备的光气注入装有足量氢氧化钠溶液的密封碘量瓶中,称得碘量瓶为,充分反应后用硝酸调节至6.5,加入2滴作指示剂,用硝酸银标准液滴定至终点,消耗硝酸银标准液。[已知为砖红色沉淀;溶解度]
①滴定终点的现象是 。
②光气的纯度是 。
概念
共价晶体是原子之间以 结合,形成 结构的晶体。
构成粒子
微粒间的作用
物理性质
熔、沸点 ,硬度 ,一般不导电。
常见共价晶体
金刚石、单晶硅、碳化硅(SiC)、二氧化硅(SiO2)等。
典型共价晶体
每个C原子形成4个C-C键,构成正四面体形成空间网状结构,其中n(C):n(C-C)=1:2
每个Si形成4个Si-O键,每个O形成2个O-Si键,向空间伸展形成网状结构,不存在单个分子,Si与O个数比为1:2,SiO2为化学式
溶剂
水
乙醇
乙醚
沸点/℃
100
78
34.5
提取效率
几乎为 0
35%
95%
参考答案:
1.D
【分析】X原子的核外电子只有一种运动状态,X是H元素,元素Y、 Z、 W、 E原子序数依次增大,基态W与E价电子排布均为,W是F元素、E是C1元素,Y形成4个共价键,Y是C元素,Z形成2个共价键,Z是O元素。
【详解】A.两者均为分子晶体,因为HF能形成分子间氢键,沸点偏高,所以沸点高低:HF>HCl,A正确
B.同周期从左到右,金属性减弱,非金属性变强,元素的电负性变强;同主族由上而下,金属性增强,非金属性逐渐减弱,元素电负性减弱;元素电负性大小:H
故答案选D。
2.C
【详解】A.由于N原子最外层上有5个电子,其中3个成单电子,能够形成3个共价键,C60中每个C与周围的3个C形成共价键,即N60中也是每个N与周围的3个N形成共价键,则N60分子中没有双键,不含有π键,A错误;
B.N60是由分子构成的晶体,属于分子晶体,B错误;
C.N60分子是由非极性键(N-N)构成的,为非极性分子,C正确;
D.分子晶体相对分子质量大,范德华力大,熔点高,所以N60的熔点比C60的高,D错误;
故答案为:C。
3.A
【详解】A.硫提供六个电子,氧作为配位原子不提供电子,6÷2=3,所以SO3中S采取sp2杂化,故A项错误;
B.固态O2的晶体结构是面心立方结构,采取密堆积方式,故B项正确;
C.增大二氧化硫、氧气、三氧化硫的浓度均能加快该化学反应的速率,故C项正确;
D.V位于第四周期第VB族,故D项正确;
故选A选项。
4.A
【详解】A.乙炔为直线形分子,其结构简式为,是非极性分子,故A正确;
B.白磷分子(P4)为正四面体形,故B错误;
C.金刚石为原子晶体,石墨为混合晶体,C60为分子晶体,故一种元素可能形成多种类型的晶体,故C错误;
D. 若两种元素形成的化合物为共价化合物,则肯定含有极性键,若为离子化合物,则不一定含有极性键,如NaCl,故D错误;
故选A。
5.B
【详解】A.CS2、CCl4为非极性分子,水为极性分子,根据相似相溶原理,在中的溶解度:,故A错误;
B.-F、-Cl为吸电子基团,F的电负性强于Cl,F-C的极性大于Cl-C的极性,使-CF3的极性大于-CCl3的极性,导致三氟乙酸的羧基中的羟基的极性更大,更易电离出氢离子,-CH3为推电子基团,烃基越长推电子效应越大,使羧基中的羟基的极性减小,羧酸的酸性越弱,酸性强弱:,故B正确;
C.BeCl2中Be形成2个σ键,无孤电子对,为sp杂化,键角为180°;SO3中S原子是sp2杂化,分子为平面正三角形构型,键角为120°;NH3中N形成3个σ键,孤电子对数==1,为sp3杂化,为三角锥形,键角大约为107°;CCl4中C形成4个σ键,无孤电子对,为sp3杂化,为正四面体,键角为109°28′,分子中键角的大小:BeCl2>SO3>CCl4>NH3,故C错误;
D.四者均为共价晶体,原子半径碳小于硅小于锗,则碳碳键键长最小,键能最大,故金刚石熔点最高,熔点:金刚石>碳化硅>硅>锗,故D错误;
答案为B。
6.B
【详解】A.Cl原子得到1个电子形成Cl-,的结构示意图为,A项错误;
B.为分子晶体,B项正确;
C.的电子式为,C项错误;
D.是弱电解质,其电离方程式为,D项错误;
答案选B。
7.C
【分析】W、X、Y、Z的原子序数依次增大,但W、X、Y的原子半径依次减小,说明W、X、Y同周期,X、Z同主族,且Z的原子序数为X的2倍,推出X为O,Z为S,结合该物质的成键数可知,Y为F,W为N,据此分析;
【详解】根据上述分析,W为N,X为O,Y为F,Z为S;
A.根据图中结构可知,N、O、F均达到6e-稳定结构,故A说法正确;
B.C与O、S形成的三原子化合物分别为CO2、CS2,均为分子晶体,故B说法正确;
C.N、S的最高价氧化物对应水化物的酸性比碳酸强,其他氧化物对应水化物的酸性不一定比碳酸强,故C说法错误;
D.C、X、Y的最简单氢化物分别为CH4、H2O、HF,CH4、HF在常温下为气体,H2O在常温下为液体,因此H2O的熔沸点最高,HF分子间存在氢键,所以HF的熔沸点高于CH4,故D说法正确;
答案为C。
8.C
【详解】A.同周期从左向右电负性逐渐增大(稀有气体除外),即电负性:O>N,故A错误;
B.氮气分子中氮氮之间存在三键,化学性质稳定,活泼性:O2>N2,故B错误;
C.N的价电子排布式为2s22p3,p能级处于半满,能量低,O的价电子排布式为2s22p4,因此N的第一电离能大于O,故C正确;
D.相对分子质量越大,范德华力越大,熔沸点越高,N2、O2分子间存在范德华力,氧气的相对分子质量大于氮气,即氧气的熔沸点比氮气高,故D错误;
答案为C。
9.D
【详解】A.Si位于第三周期ⅣA族,属于p区,电负性Si<C,所以SiC中Si元素的化合价为+4价,A正确;
B.根据原子守恒可知X为CO,CO与氧气反应生成的Y为CO2,CO2分子中中心C原子的价层电子对数为=2,为sp杂化,B正确;
C.根据晶体结构可知,最小环为6元环,有3个C原子、3个Si原子,共6个原子,C正确;
D.据图可知每个Si原子形成4个Si-C键,所以1mlSiC中含有4mlSi-C键,分解1mlSiC形成气态原子需要的能量为4akJ,D错误;
综上所述答案为D。
10.C
【详解】①石墨层内为平面结构,因此石墨中的C为sp2杂化,错误;
②石墨中存在范德华力和共价键,还有金属键的特性,故石墨晶体兼有共价晶体、分子晶体、金属晶体的特征,属于混合晶体,正确;
③每个六元环全占有的碳原子数是6×=2,正确;
④石墨的熔点比金刚石的高,错误;
⑤石墨中每个碳原子成3个共价键,因此石墨中碳原子数和C-C个数之比为2:3,错误;
⑥石墨质软,金刚石的硬度大,错误;
⑦石墨层内存在大π键,电子能自由移动,能够导电,而在层间只存在分子间作用力,因此层内和层间导电性不同,正确;
故选:C。
11.(1)所有非金属氢化物:如水、硫化氢、氨、氯化氢、甲烷等
(2)部分非金属单质:如卤素、氧气、硫、氮气、白磷等
(3)部分非金属氧化物:如CO2、P4O6、P4O10、SO2等
(4)几乎所有的酸:如H2SO4、HNO3、H3PO4、H2SiO3、H2SO3等
(5)绝大多数有机物:如苯、乙醇、乙酸、葡萄糖等
【解析】略
12. 分子 极性共价 IBr+H2O=HBr+HIO 分子 在熔融状态下,测其是否导电,若不导电则是共价化合物
【详解】(1)由IBr的熔、沸点,可推知IBr属于分子晶体,所以IBr含极性共价键,参照Cl2和水的反应不难写出IBr和水的反应方程式。
(2)由AlCl3的熔点低以及在180 ℃时开始升华,可判断AlCl3固体为分子晶体。若验证一种化合物是共价化合物还是离子化合物,可测其熔融状态下是否导电,若不导电则是共价化合物,导电则是离子化合物。
13. 乙醇分子间可以形成氢键 > C原子半径小于Si原子,C-O键的键长小于Si-O键,所以C-O键的键能更大
【详解】(1)乙醇中含有羟基,可以形成分子间氢键,乙醛分子间只存在范德华力,氢键比范德华力更强,所以乙醛的沸点比乙醇低;
(2)C原子半径小于Si原子,C-O键的键长小于Si-O键,所以C-O键的键能更大,则CO2的硬度更大。
14. 二氧化硅是原子晶体,熔化需克服共价键,而干冰是分子晶体,升华只是克服分子间作用力,共价键比分子间作用力强很多
【详解】(1)是共价化合物,其电子式为。
(2)由于二氧化硅是原子晶体,熔化需克服共价键,而干冰是分子晶体,升华只是克服分子间作用力,共价键比分子间作用力强很多,所以前者比后者所需温度高很多。
(3)已知:比易电离出,这说明苯酚能和碳酸钠反应生成碳酸氢钠,反应的离子方程式为。
15. HClO+= ClO-+ 金刚石是(共价)原子晶体,而足球烯为分子晶体
【详解】(1)已知酸性H2CO3>HClO>,结合H+能力越强的离子则对应离子或分子电离出H+的能力就越弱,即酸性就越弱,故用可用离子方程式:HClO+= ClO-+来表示结合H+ 比ClO-的能力强,故答案为:HClO+= ClO-+;
(2) NaNH2是离子化合物,各原子均满足稳定结构,即H原子周围有2个电子,其余原子周围有8个电子,故NaNH2的电子式为:,故答案为:;
(3)在常压下,金刚石的硬度比足球烯(C60) 高,主要原因是金刚石是(共价)原子晶体,而足球烯为分子晶体,故答案为:金刚石是(共价)原子晶体,而足球烯为分子晶体。
16. 分子 高 N60、N2均形成分子晶体,且N60的相对分子质量较大,分子间作用力较强,故熔、沸点较高
【详解】N60、N2都是由分子形成的分子晶体。对于分子晶体来说,物质的相对分子质量越大,分子间作用力就越大,物质的熔沸点就越高。由于Mr(N60)>Mr(N2),所以N60晶体中的分子间作用力比N2晶体中的大,N60晶体的熔、沸点比N60晶体的高。
17.原子晶体是原子之间以共价键结合的,共价键有饱和性和方向性,一个原子不可能形成12条共价键,所以原子晶体不能形成配位数是12 的最密堆积
【详解】原子晶体是原子之间以共价键结合的,共价键有饱和性和方向性,一个原子不可能形成12条共价键,所以原子晶体不能形成配位数是12 的最密堆积。
18. 共价键 空间网状 原子 共价键 高 大
【解析】略
19. 硒 正四面体形 V形 分子晶体 1s22s22p63s2 1:1 NCl3键角大,因为氮原子的半径比磷原子小,而N得电负性比P大,导致N-Cl键之间的斥力大于P-Cl键。 16NA
【详解】(1)含有8个质子,10个中子的原子为氧元素的原子,化学符号为。
(2)原子的外围电子排布是4s24p4,说明该元素为34号,该元素的名称是硒。
(3)NH的立体结构为正四面体结构,SO2分子中S原子价层电子对个数为3、且含有一个孤电子对,该分子的立体结构为V形。
(4)周期表中最活泼的非金属元素为氟元素,原核外有9个电子,轨道表示式为。
(5)三氯化铁常温下为固体,熔点282°C,沸点315°,在300°C以上易升华。易溶于水,也易溶于乙醚、丙酮等有机溶剂。据此判断三氯化铁晶体为分子晶体。
(6) 某元素核外有三个电子层,最外层电子数是核外电子总数的1/6,说明电子排布为1s22s22p63s2。
(7)写出HCN的电子式为,该分子单键就是σ键,一个三键中有一个σ键和两个π键,所以σ键和π 键的比为1:1。
(8) 原子半径大小影响键角大小,NCl3键角大,因为氮原子的半径比磷原子小,而N得电负性比P大,导致N-Cl键之间的斥力大于P-Cl键。
(9)向硫酸铜溶液中加入氨水,先生成蓝色沉淀,为氢氧化铜,续滴加氨水,沉淀溶解生成蓝色溶液,生成四氨合铜离子,配离子的结构式为,1ml该配离子中每个氨气有3个键,氨气和铜离子之间有4个键,所以1ml该配离子含有的σ键数目为(3×4+4)NA=16 NA。
20.(1)金刚石晶体
(2)金刚石冰>干冰
(3) 4 8
(4)12
【详解】(1)共价晶体中原子间以共价键结合,则粒子之间以共价键结合形成晶体的是金刚石晶体,故答案为:金刚石晶体;
(2)熔点高低的一般规律:共价晶体>离子晶体>分子晶体,冰和干冰属于分子晶体,常温下冰是液体,干冰是气体,所以熔点:冰>干冰;MgO和属于离子晶体,Mg2+半径小于Ca2+,O2-半径小于 Cl-半径,且O2-所带的电荷数多于Cl-所带的电荷数,所以熔点:;金刚石是共价晶体,熔点最高,则熔点由高到低的顺序为金刚石冰>干冰,故答案为:金刚石冰>干冰;
(3)Cu原子占据晶胞的面心和顶点,则每个Cu晶胞中实际占有的Cu原子数为;根据氯化钙的晶胞图可知,每个周围距离最近且相等的有8个,所以晶体中的配位数为8,故答案为:4、8;
(4)题给 CO2分子晶体的一部分,取任一顶点的CO2分子,则与之距离最近且等距的是共用该顶点的三个而心上的CO2分子,共3个;而该顶点被8个同样晶胞共用,而而心上的分子被2个晶胞共用,这样符合题意的CO2分子有: 3=12个。
21.(1) 过滤 蒸馏 乙醚 乙醇沸点相对乙醚来说较高,分离时易造成青蒿素受热被破坏,导致其提取效率偏低 B
(2)C
(3) 分子晶体
(4)还原反应
(5) +H2→C2H5OC2H5+H2O 用无水硫酸铜检验c的反应产物中有没有水(或其他合理答案)
【分析】本题是一道从青蒿中提取青蒿素的实验题,首先用乙醚从青蒿干燥破碎中萃取出青蒿素,之后过滤得到提取液,再通过蒸馏的方式分离乙醚和粗品,再对粗品提纯即可得到精品,以此解题。
【详解】(1)①分离残渣与提取液的操作是分离难溶性固体与液体混合物,该实验操作方法是名称是过滤;操作Ⅱ为分离互溶的两种液体的操作,应该用蒸馏的方法;
②由已知信息可知:青蒿素不溶于水,在酒精中溶解度不大,而易溶于乙醚,而且水与乙醇互溶,而与乙醚互不相溶,所以提取青蒿素使用的溶剂最好选择乙醚;
③用乙醇作溶剂,提取效率偏低,不能达到理想效果的原因是乙醇沸点相对乙醚来说较高,分离时易造成青蒿素受热被破坏,导致其提取效率偏低;
④操作Ⅲ为提纯青蒿素的过程得到精品青蒿素;
A.青蒿素在水中几乎不溶,不能用水溶解,A错误;
B.青蒿素在乙醇中可溶解,加95%的乙醇,浓缩、结晶、过滤可以提纯青蒿素, B正确;
C.加入乙醚分液后得到的还是混合液,不是精品,C错误;
故选B。
(2)A.乙醇易溶于水,A错误;
B.乙酸易溶于水,B错误;
C.乙酸乙酯在水中的溶解度不大,加入含有NaOH、酚酞的水溶液后水解生成乙酸,且水解的碱性减弱,溶液红色变浅,C正确;
D.葡萄糖易溶于水,D错误;
故选C;
(3)过氧基里两个氧之间有一对共用电子对,另外两个氧还各有一个单电子,故其电子式为: ;青蒿素的熔点为156~157℃,熔点较低,属于分子晶体;
(4)根据青蒿素与双氢青蒿素分子结构的不同,可知是青蒿素分子中的羰基变为羟基,由于得氢被还原,得氧被氧化,所以反应类型为还原反应;
(5)①根据原子守恒可知,A的分子式为C4H10O2,所以如果双氧水的结构如甲所示,O→O键遇到还原剂时易断裂,则c中的反应为+H2→C2H5OC2H5+H2O;②如果双氧水的结构如乙所示,则反应为C2H5O-OC2H5 + H2 → 2CH3CH2OH,两者的区别之一为是否有水生成,所以可利用无水硫酸铜检验,故答案为:+H2→C2H5OC2H5+H2O;用无水硫酸铜检验c的反应产物中有没有水(或其他合理答案)。
22.(1) 浓HCl KClO3+6HCl(浓)= KCl+3Cl2↑+3H2O
(2)P2O5或硅胶
(3) SiC+2Cl2C+SiCl4 逐渐变低 SiC为共价晶体,SiCl4为分子晶体,共价晶体的熔点高于分子晶体,所以SiC熔点远高于SiCl4
(4) 除去Cl2和SiCl4,回收氩气 NaClO、Na2SiO3
【分析】由实验装置图可知,仪器a为分液漏斗,分液漏斗中盛有的试剂为浓盐酸,圆底烧瓶A中氯酸钾与浓盐酸反应制备氯气,浓盐酸具有挥发性,制得的氯气中混有氯化氢和水蒸气,装置B中盛有的饱和食盐水用于除去氯化氢气体,装置C中盛有的五氧化二磷或硅胶用于干燥氯气,装置E中氯气在氩气氛围中与碳化硅高温条件下反应生成碳和四氯化硅,装置F中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收未反应的氯气和生成的四氯化硅,气球用于回收氩气。
【详解】(1)由分析可知,仪器a为分液漏斗,分液漏斗中盛有的试剂为浓盐酸,圆底烧瓶A中发生的反应为氯酸钾与浓盐酸反应生成氯化钾、氯气和水,反应的化学方程式为KClO3+6HCl(浓)= KCl+3Cl2↑+3H2O,故答案为:浓HCl;KClO3+6HCl(浓)= KCl+3Cl2↑+3H2O;
(2)由分析可知,装置C中盛有的五氧化二磷或硅胶用于干燥氯气,故答案为:P2O5或硅胶;
(3)由分析可知,装置E中氯气在氩气氛围中与碳化硅高温条件下反应生成碳和四氯化硅,反应的化学方程式为SiC+2Cl2C+SiCl4;石墨是混合型晶体,硬度较小,所以碳涂层硬度会逐渐变低;碳化硅为共价晶体,四氯化硅为分子晶体,共价晶体的熔点高于分子晶体,所以碳化硅熔点远高于四氯化硅,故答案为: SiC+2Cl2C+SiCl4;逐渐变低;SiC为共价晶体,SiCl4为分子晶体,共价晶体的熔点高于分子晶体,所以SiC熔点远高于SiCl4;
(4)由分析可知,装置F中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收未反应的氯气和生成的四氯化硅,气球用于回收氩气;氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,四氟化硅与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、硅酸钠和水,则氢氧化钠溶液中溶液中生成的盐为氯化钠、次氯酸钠和硅酸钠,故答案为:除去Cl2和SiCl4,回收氩气;NaClO、Na2SiO3。
23. 分液漏斗 C 防止挥发 出现无色液体 防止F中的水蒸气进入D中使光气水解 滴定至出现砖红色沉淀,且(或半分钟)内不变色 (或)
【分析】已知实验室常用四氯化碳和发烟硫酸反应制备光气,则装置A为制备光气;为减少四氯化碳的挥发,用球型干燥管使四氯化碳蒸气冷凝回流,光气的沸点是7.94℃,则生成的光气经浓硫酸和活性炭进入装置D,装置D利用冰盐水水浴,使光气变为液体;装置F中为水溶液,则装置E可防止装置F中的水蒸气进入装置D,而导致光气水解生成两种酸性物质;装置F可吸收未冷却为液体的光气;
【详解】(1)仪器甲的名称是分液漏斗;
(2)光气在固态时属于分子晶体,相邻分子靠范德华力相互吸引;
(3)已知四氯化碳的沸点为76.8℃,为防止四氯化碳大量挥发,则A装置加热的温度不宜超过76.8℃;
(4)已知光气的熔点-127.84℃,沸点7.94℃,D装置处于冰水浴中,温度低于光气的沸点,可观察到装置D中出现无色液体;
(5)装置F中为水溶液,则装置E可防止装置F中的水蒸气进入装置D,而导致光气水解生成碳酸和盐酸;
(6)光气与水反应生成两种酸性物质即二氧化碳和HCl,则装置中氢氧化钠可与两种物质反应生成盐,反应离子方程式为;
(7)①用少量做指示剂,铬酸根离子与银离子反应生成铬酸银,铬酸银为砖红色沉淀,则滴定终点的现象为滴至出现砖红色沉淀,且30s内不变色;
②光气与氢氧化钠反应生成氯化钠,氯化钠与硝酸根反应生成氯化银,则存在,则n(COCl2)=,根据质量守恒,初始光气的质量=m2g-m1g,光气的纯度=;
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