Question

4．某興趣小組利用廢舊聚乳酸材料制備乳酸鋁，方案如圖1：

己知：①反應(yīng)原理：$→_{②HCl}^{①NaOH}$CH₃CH（OH）COOH$\stackrel{Al}{→}$Al[CH₃CH（OH）COO]₃
乳酸常溫下為易溶于水、乙醇等溶劑的液體；乳酸鋁為白色或黃色粉末狀固體，溶于水，不溶于乙醇等有機(jī)溶劑．
請(qǐng)回答：
（1）聚乳酸與NaOH加熱回流合適的裝置是圖2甲中的甲，圖2乙儀器a的名稱冷凝管．
（2）其他條件不變調(diào)整乳酸溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)，以及其他條件不變調(diào)整乳酸和鋁的物質(zhì)的最之比，得出如下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．根據(jù)實(shí)驗(yàn)1-3，最合適的?（乳酸）為0.20．根據(jù)實(shí)驗(yàn)4-6，n（乳酸）：n（鋁）最合適的選擇為3.025，不考慮實(shí)驗(yàn)原料價(jià)格，最可能的理由是：超過3.025后產(chǎn)率變化不大，而乳酸過量較多反而使得產(chǎn)物雜質(zhì)較多．

編號(hào)	時(shí)間/h	n（乳酸）：n（鋁）	?（乳酸）	產(chǎn)率（%）	編號(hào)	時(shí)間/h	n（乳酸）：n（鋁）	?（乳酸）	產(chǎn)率（%）
1	8	3.025	0.10	64.0	4	10	2.935	0.20	78.4
2	8	3.025	0.20	72.0	5	10	3.025	0.20	90.2
3	8	3.025	0.30	68.5	6	10	3.505	0.20	91.3

（3）抽濾I需對(duì)反應(yīng)容器進(jìn)行洗滌，并將洗滌液也抽濾．抽慮Ⅱ需對(duì)粗產(chǎn)品進(jìn)行洗滌．所用洗滌劑最合適的分別是C．
A．抽濾I洗滌劑用熱水，抽慮Ⅱ洗滌劑用冷水；
B．抽濾I洗滌劑用濾液，抽慮Ⅱ洗滌劑用濾液；
C．抽濾I洗滌劑先用濾液再用無水乙醇，抽慮Ⅱ洗滌劑用無水乙醇；
D．抽濾I洗滌劑先用無水乙醇再用濾液，抽慮Ⅱ洗滌劑先用無水乙醇再用濾液．
（4）乳酸鋁純度測(cè)定方法如下：取ag乳酸鋁（相對(duì)分子質(zhì)量294）樣品溶解，加入緩沖溶液調(diào)節(jié)pH值，加入bmLcmol•L^-1的EDTA溶液．然后加入指示劑，用d mol•L^-1的標(biāo)準(zhǔn)鋅溶液滴定過量的EDTA溶液．Al³⁺和Zn²⁺與EDTA均1：1反應(yīng)．實(shí)驗(yàn)消耗標(biāo)準(zhǔn)鋅溶液 emL，則乳酸鋁純度為$\frac{29.4（bc-de）}{a}%$．

Answer 1

分析 廢舊聚乳酸材料溶于乙醇與氫氧化鈉反應(yīng)，生成乳酸鈉，再與鹽酸反應(yīng)生成乳酸，與鋁粉在一定條件下飯生成乳酸鋁，
（1）乙醇易揮發(fā)，選擇甲，根據(jù)儀器構(gòu)造可知；
（2）實(shí)驗(yàn)1-3，?（乳酸）為0.20時(shí)，產(chǎn)率最高，根據(jù)實(shí)驗(yàn)4-6，n（乳酸）：n（鋁）過3.025后產(chǎn)率變化不大，而乳酸過量較多反而使得產(chǎn)物雜質(zhì)較多；
（3）抽濾Ⅰ目的為提純?nèi)樗幔�抽濾Ⅱ目的為分離乳酸鋁晶體與溶液，根據(jù)物質(zhì)性質(zhì)分析；
（4）Al³⁺和Zn²⁺與EDTA均1：1反應(yīng)，過量的EDTA溶液為de×10^-3mol，則乳酸鋁反應(yīng)的EDTA溶液為bc×10^-3mol-de×10^-3mol，由此計(jì)算．

解答 解：（1）乙醇易揮發(fā)，選擇甲，有益于聚乳酸材料與氫氧化鈉充分反應(yīng)；根據(jù)儀器構(gòu)造可知圖2乙儀器a為冷凝管，
故答案為：甲；冷凝管；
（2）由表可知，實(shí)驗(yàn)1-3，?（乳酸）為0.20時(shí)，產(chǎn)率最高，根據(jù)實(shí)驗(yàn)4-6，n（乳酸）：n（鋁）過3.025后產(chǎn)率變化不大，而乳酸過量較多反而使得產(chǎn)物雜質(zhì)較多；
故答案為：0.20；超過3.025后產(chǎn)率變化不大，而乳酸過量較多反而使得產(chǎn)物雜質(zhì)較多；
（3）已知：乳酸常溫下為易溶于乙醇的液體、乳酸鋁為溶于水，不溶于乙醇的固體，抽濾Ⅰ目的為提純?nèi)樗�，抽濾Ⅱ目的為分離乳酸鋁晶體與溶液，故抽濾I洗滌劑先用濾液再用無水乙醇，抽慮Ⅱ洗滌劑用無水乙醇；
故答案為：C；
（4）Al³⁺和Zn²⁺與EDTA均1：1反應(yīng)，則過量的EDTA溶液為de×10^-3mol，乳酸鋁反應(yīng)的EDTA溶液為bc×10^-3mol-de×10^-3mol，根據(jù)乳酸鋁～EDTA，則乳酸鋁為bc×10^-3mol-de×10^-3mol，則乳酸鋁純度為$\frac{（bc-de）×1{0}^{-3}×294}{a}×100%$=$\frac{29.4（bc-de）}{a}%$；
故答案為：$\frac{29.4（bc-de）}{a}%$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)的制備，涉及對(duì)工藝流程的理解、對(duì)條件的控制選擇與理解、物質(zhì)純度計(jì)算等，理解工藝流程原理是解題的關(guān)鍵，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)與靈活運(yùn)用能力，題目難度中等．