有机实验装置与操作（解析版）-2023年高考化学热点专项导航与精练（新高考专用）

第八篇化学实验

专项54有机实验装置与操作

专项综述

近年来“有机实验'’在高考试题中频频出现，主要涉及有机物的制备、有机物官能团性质的实验探究等。

常常考查蒸储和分液操作、反应条件的控制、产率的计算等问题，主要考查：

(1)有机物易挥发，在反应中通常要采用冷凝回流装置，以减少有机物的挥发，提高原料的利用率和产

物的产率。

(2)有机反应通常是可逆反应，且易发生副反应，因此常使某种价格较低的反应物过量，以提高另一反

应物的转化率和产物的产率，同时在实验中需要控制反应条件，以减少副反应的发生。

(3)根据产品与杂质的性质特点选择合适的分离提纯方法，如蒸储、分液等。

落L翘回眸

1.(2020•新课标II卷)苯甲酸可用作食品防腐剂。实验室可通过甲苯氧化制苯甲酸，其反应原理简示如

下：

相对分子密度

名称熔点/℃沸点/℃溶解性

质量/(gmL-1)

甲苯92-95110.60.867不溶于水，易溶于乙醇

苯甲122.4(100℃左右微溶于冷水，易溶于乙

122248—

酸开始升华)醇、热水

实验步骤:

(1)在装有温度计、冷凝管和搅拌器的三颈烧瓶中加入1.5mL甲苯、100mL水和4.8g(约0.03mol)高镒

酸钾，慢慢开启搅拌器，并加热回流至回流液不再出现油珠。

(2)停止加热，继续搅拌，冷却片刻后，从冷凝管上口慢慢加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液，并将反应混

合物趁热过滤，用少量热水洗涤滤渣。合并滤液和洗涤液，于冰水浴中冷却，然后用浓盐酸酸化至苯甲酸

析出完全。将析出的苯甲酸过滤，用少量冷水洗涤，放在沸水浴上干燥。称量，粗产品为1.0g。

(3)纯度测定：称取0.122g粗产品，配成乙醇溶液，于100mL容量瓶中定容。每次移取25.0()mL溶

液，用0.01000moLLT的KOH标准溶液滴定，三次滴定平均消耗21.50mL的KOH标准溶液。

回答下列问题：

(1)根据上述实验药品的用量，三颈烧瓶的最适宜规格为(填标号)。

A.100mLB.250mLC.500mLD.1000mL

(2)在反应装置中应选用冷凝管(填"直形”或"球形”)，当回流液不再出现油珠即可判断反应已完成,

其判断理由是。

(3)加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液的目的是；该步骤亦可用草酸在酸性条件下处理，请用反

应的离子方程式表达其原理。

(4)“用少量热水洗涤滤渣”一步中滤渣的主要成分是。

(5)干燥苯甲酸晶体时，若温度过高，可能出现的结果是。

(6)本实验制备的苯甲酸的纯度为；据此估算本实验中苯甲酸的产率最接近于(填标号)。

A.70%B.60%C.50%D.40%

(7)若要得到纯度更高的苯甲酸，可通过在水中的方法提纯。

【答案】(DB(2)球形无油珠说明不溶于水的甲苯已经被完全氧化

(3)除去过量的高镒酸钾，避免在用盐酸酸化时，产生氯气

2MnO，+5H2c2O4+6H+=2MM++1OCO2T+8H2O

(4)MnO2(5)苯甲酸升华而损失(6)86.0%C(7)重结晶

【解析】(1)加热液体，所盛液体的体积不超过三颈烧瓶的一半，三颈烧瓶中已经加入100m的水，1.5mL

甲苯，4.8g高镭酸钾，应选用250mL的三颈烧瓶，故选B；(2)为增加冷凝效果，在反应装置中宜选用球形

冷凝管，当回流液中不再出现油珠时，说明反应已经完成，因为：没有油珠说明不溶于水的甲苯已经完全

被氧化；(3)高钵酸钾具有强氧化性，能将cr氧化。加入适量的饱和亚硫酸氢钠溶液是为了除去过量的高锌

酸钾，避免在用盐酸酸化时，产生氯气；该步骤亦可用草酸处理，生成二氧化碳和锌盐，离子方程式为：

5H2C2O4+2MnO4+6H+=2Mn2++IOCO2T+8H2O；(4)由信息甲苯用高锯酸钾氧化时生成苯甲酸钾和二氧化

锦，“用少量热水洗涤滤渣”一步中滤渣的主要成分是：MnCh；(5)苯甲酸100C时易升华，干燥苯甲酸时，

若温度过高，苯甲酸升华而损失；(6)由关系式C6H5coOH〜KOH得，苯甲酸的纯度为：

0.01OOOmortobk21.50xl0-Lxxl22g?

xl00%=86.0%;1.5mL甲苯理论上可得到苯甲酸的质量:

0.122g

"嘿?鬻"例且?'mg,产品的产率为甯、1。。％=5。％；⑺提纯苯甲酸可用重

结晶的方法。

2.(2019•新课标m卷)乙酰水杨酸(阿司匹林)是目前常用药物之一。实验室通过水杨酸进行乙酰化制备

阿司匹林的一种方法如下：

COOHCOOH

浓丁一0C0CH3

+(CH3CO)2O)4^y+CH3COOH

水杨酸醋酸酎乙酰水杨酸

水杨酸醋酸酊乙酰水杨酸

熔点/℃157-159-72-74135-138

相对密度/(g-cm3)1.441.101.35

相对分子质量138102180

实验过程：在100mL锥形瓶中加入水杨酸6.9g及醋酸酢10mL,充分摇动使固体完全溶解。缓慢滴加

0.5mL浓硫酸后加热，维持瓶内温度在70℃左右，充分反应。稍冷后进行如下操作。

①在不断搅拌下将反应后的混合物倒入100mL冷水中，析出固体，过滤。

②所得结晶粗品加入50mL饱和碳酸氢钠溶液，溶解、过滤。

③滤液用浓盐酸酸化后冷却、过滤得固体。

④固体经纯化得白色的乙酰水杨酸晶体5.4g。

回答下列问题：

(1)该合成反应中应采用加热。(填标号)A.热水浴B.酒精灯C.煤气灯D.电炉

(2)下列玻璃仪器中，①中需使用的有(填标号)，不需使用的(填名称)。

(3)①中需使用冷水，目的是。

(4)②中饱和碳酸氢钠的作用是,以便过滤除去难溶杂质。

(5)④采用的纯化方法为o

(6)本实验的产率是%o

【答案】(1)A(2)BD分液漏斗、容量瓶

(3)充分析出乙酰水杨酸固体(结晶)(4)生成可溶的乙酰水杨酸钠

（5）重结晶（6）60

【解析】（1）因为反应温度在70℃,低于水的沸点，且需维温度不变，故采用热水浴的方法加热：（2）

操作①需将反应物倒入冷水，需要用烧杯量取和存放冷水，过滤的操作中还需要漏斗，则答案为：BD；分

液漏斗主要用于分离互不相容的液体混合物，容量瓶用于配制一定浓度的溶液，这两个仪器用不到。（3）反

应时温度较高，所以用冷水的目的是使得乙酰水杨酸晶体充分析出；（4）乙酰水杨酸难溶于水，为了除去其

中的杂质，可将生成的乙酰水杨酸与碳酸氢钠反应生成可溶性的乙酰水杨酸钠，以便过滤除去杂质；（5）每

次结晶过程中会有少量杂质一起析出，可以通过多次结晶的方法进行纯化，也就是重结晶；（6）水杨酸分子

式为C7H6。3,乙酰水杨酸分子式为C9H根据关系式法计算得：

C7H6。3~C9H8。4

138180

6.9gm

54s

m（C9H8Ch）=（6.9gx180）/138=9g,则产率为100%=60%

3.（2019•江苏卷）丙快酸甲酯（CH三C-COOH）是一种重要的有机化工原料，沸点为103-105℃。实验室

制备少量丙快酸甲酯的反应为

浓HzSO』

CH=C~~COOH+CHQH-久~~>CH=C—COOCHa+H?。

实验步骤如下：

步骤1：在反应瓶中，加入14g丙焕酸、50mL甲醇和2mL浓硫酸，搅拌，加热回流一段时间。

步骤2：蒸出过量的甲醉（装置见下图）。

步骤3：反应液冷却后，依次用饱和NaCl溶液、5%Na2cCh溶液、水洗涤。分离出有机相。

步骤4：有机相经无水Na2s04干燥、过滤、蒸储，得丙快酸甲酯。

（1）步骤1中，加入过量甲醇的目的是。

⑵步骤2中，上图所示的装置中仪器A的名称是:蒸储烧瓶中加入碎瓷片的目的是

（3）步骤3中，用5%Na2c03溶液洗涤，主要除去的物质是;分离出有机相的操作名称为

（4）步骤4中，蒸饵时不能用水浴加热的原因是。

【答案】（1）作为溶剂、提高丙焕酸的转化率（2）（直形）冷凝管防止暴沸

（3）丙焕酸分液（4）丙快酸甲酯的沸点比水的高

【解析】（I）一般来说，酯化反应为可逆反应，加入过量的甲醇，提高丙快酸的转化率，丙焕酸溶解于

甲醇，甲醇还作为反应的溶剂；（2）根据装置图，仪器A为直形冷凝管；加热液体时，为防止液体暴沸，需

要加入碎瓷片或沸石，因此本题中加入碎瓷片的目的是防止液体暴沸;（3）丙快酸甲酯的沸点为1030c~105℃,

制备内快酸甲酯采用水浴加热，因此反应液中除含有内焕酸甲酯外，还含有内焕酸、硫酸：通过饱和NaCI

溶液可吸收硫酸；5%的Na2cCh溶液的作用是除去丙快酸，降低丙焕酸甲酯在水中的溶解度，使之析出；

水洗除去NaCl、Na2co3,然后通过分液的方法得到丙快酸甲酯；（4）水浴加热提供最高温度为100℃,而丙

焕酸甲酯的沸点为103℃~105℃,采用水浴加热，不能达到丙快酸甲酯的沸点，不能将丙焕酸甲酯蒸出，因

此蒸储时不能用水浴加热。

不方法技巧

1.分析制备流程

原子利用率反应条件依据产品和杂质的性

操作简单

高、污染小控制方便质差异选择合适方法

2.熟悉重要仪器

三颈烧瓶滴液漏斗分液漏斗

3.找准答题思路

有机物制备中一般会给出相应的信息，通常会以表格的形式给出，表格中的数据

根据题给信息，初步判定主要是有机化合物的密度、沸点和在水中的溶解性，在分析这些数据时要多进行

物质性质横向和纵向地比较，密度主要是与水比较，沸点主要是表中各物质的比较，溶解

性主要是判断溶还是不溶。主要是根据这些数据选择分离、提纯的方法

注意仪器名称和作用所给的装置图中有一些不常见的仪器，要明确这些仪器的作用，特别是无机制备

实验中不常见的三颈圆底烧瓶、球形冷凝管等

大多数有机反应副反应较多，且为可逆反应，因此设计有机物制备实验方案时，

要注意控制反应条件，尽可能选择步骤少、副产物少的反应：由于副产物多，所

关注有机反应条件

以需要进行除杂、净化。另外，若为两种有机物参加的可逆反应，应考虑多加一

些价廉的有机物，以提高另一种有机物的转化率和生成物的产率

孕素养提升

1.(2023届•湖南省益阳市高三质量检测)山梨酸乙酯对细菌、霉菌等有很好的灭活作用，广泛地用作各

类食品的保鲜剂以及家畜、家禽的消毒剂。直接酯化法合成山梨酸乙酯的反应方程式、反应装置(夹持装置

省略)及有关仪器如下：

?催化剂八人父人

八=、A)H+〒△一八—+H2O

山梨酸

可能用到的有关数据如下表:

物质相对分子质量密度/(g/cuP)沸点/℃水溶性

山梨酸1121.204228易溶

乙醇460.78978易溶

山梨酸乙酯1400.926195难溶

环己烷840.78080.7难溶

实验步骤:

在三颈烧瓶中加入5.6g山梨酸、足量乙醇、带水剂环己烷、少量催化剂和几粒沸石，油浴加热三颈烧

瓶，反应温度为1100C,回流4小时后停止加热和搅拌，反应液冷却至室温，滤去催化剂和沸石，将滤液倒

入分液漏斗中，先用5%NaHCCh溶液洗涤至中性，再用水洗涤，分液，在有机层中加入少量无水MgSCh,

静置片刻，过滤，将滤液进行蒸偏，收集195C的储分得到纯净的山梨酸乙酯4.7g。

回答下列问题：

(1)仪器a的名称是。仪器b与c相比，在本实验中体现的优点是。

(2)反应中不能用水浴代替油浴加热的原因是。

(3)洗涤、分液过程中，加入5%NaHCCh溶液的目的是。

(4)在有机层中加入少量无水MgSO4的目的是；SO｝的空间结构为形。

(5)在本实验中，山梨酸乙酯的产率是(精确至0.1%)。

【答案】(1)球形冷凝管仪器b能维持漏斗与反应器内压强相等，便于漏斗内液体顺利流下

(2)水浴加热不能达到反应所需的温度110℃

(3)除去剩余的山梨酸

(4)除去有机物中的水分正四面体

(5)67.1%

【解析】由反应方程式可知：该反应是可逆反应，反应时间长，反应不完全，要进行冷凝回流，以提

高反应产率，生成的产物可用干燥剂进行干燥。先根据方程式，计算出5.6g山梨酸理论上可生成山梨酸乙

实际产量

酯的产量，再根据产率=x100%进行计算。(1)根据图示可知:仪器a是球形冷凝管;仪器b与c

理论产量

相比，其优点是：在实验中能维持漏斗与反应器内压强相等，便于漏斗内液体在自身重力作用下顺利流下;

(2)该反应需加热的温度是110℃,而水的沸点是100℃,水浴加热不能达到反应所需的温度110℃,因此要

采用油浴加热的方法；(3)该反应是可逆反应，反应物不能完全转化为生成物。由于竣酸的酸性比碳酸的酸

性强，因此在洗涤、分液过程中，加入5%NaHCCh溶液的目的是与剩余的山梨酸反应，达到除去剩余的未

反应的山梨酸的目的；(4)无水MgSCh具有吸水性，在有机层中加入少量无水MgSCU的目的是除去有机物

中的水分；SCV-中的中心S原子价层电子对数是4+也产=4,无孤对电子，故S(%2-的空间构型是正四

5.6g

面体形；(5)5.6g山梨酸的物质的量〃(山梨酸尸^荷=0.05mol,其理论上反应制取山梨酸乙酯的质量是

"?(山梨酸乙酯的质量尸0.05molx140g/mol=7.0g,实际产量是4.7g,故其产率是?盖xl00%=67.1%o

2.(2023届•河南省豫东名校高三摸底联考)草酸(H2c2O4)是一种有机二元弱酸,结构简式为HOOCCOOH,

有较强的还原性，可溶于水。实验室可用如图所示装置(夹持、加热装置略去)制备一定量的草酸并探究其化

学性质。其中制备原理为C6Hl2O6+12HNO3T3H2c2O4+9NO2T+3N0T+9H20。

NaOU

溶液

ABCD

回答下列问题：

(1)仪器X的名称是一；装置B的功能是一，装置C的作用是将尾气转化为HN03,则Y可能为―(填

选项字母)。

A.空气B.氧气C.氮气D.氨气

(2)装置A最适宜的加热方式为—；实验中若浓硝酸滴加速度过快，将导致草酸产率下降，其原因是

(3)下列实验事实能证明草酸属于弱酸的是—(填选项字母)。

A.用pH计测定0.1mol-LTH2c2O4溶液的pH值为1.61

B.将H2c2。4溶液滴入NaHCCh溶液中，有CCh生成

C.0.1molLTNaHCzCh溶液能使pH试纸变红

(4)草酸在有机合成工业中，常和乙醇制备草酸二乙酯，反应的化学方程式为。

(5)将反应后的混合物经过抽滤、重结晶得到草酸晶体(H2c2CknH2O)。为测量晶体中的“n”值，可进行如

下实验：取2.52g草酸晶体溶于适量水中，然后加入足量Ba(OH)2溶液，充分反应后过滤、洗涤、干燥，称

得沉淀质量为4.50g。判定沉淀已洗涤干净的方法是一；n=—。

【答案】(1)三颈烧瓶安全瓶AB

(2)水浴加热硝酸将生成的草酸进一步氧化为CO2

(3)A

COOCH,CH,

(4)HOOCCOOH+2cH3cH20H|'"+2H2O

COOCH,CH3

(5)取最后一次洗涤液少量放入试管中，再向试管中加入几滴Na2s04溶液(或其它合理试剂)，无白色沉

淀出现，证明沉淀洗涤干净2

【解析】向淀粉水解液中逐滴加入浓硝酸，水浴加热，反应不断产生草酸、二氧化氮、一氧化氮和水，

二氧化氮、一氧化氮在C中通入空气反应生成硝酸，避免尾气污染环境。(1)根据图中信息得到仪器X的名

称是三颈烧瓶；由装置B中左侧导管进入瓶内长度很短可知其是安全瓶，防止装置C中液体倒吸进入装置

A中；进入装置C中的气体有NO、NO2,它们在O2存在条件下与水反应可转化为硝酸，故Y可为02或空

气；(2)将温度控制在100℃以下适宜采用水浴加热；由于草酸有较强的还原性，浓硝酸具有强氧化性，若滴

加酸的速率过快，则会导致生成的草酸被浓硝酸氧化成二氧化碳，从而导致其产率降低；(3)A项，0.1

mol-L旧2c2。4溶液的pH值为1.61,可证明草酸为弱酸，故A正确；B项，将H2c溶液滴入NaHCCh

溶液中有CCh生成，只能证明草酸酸性强于碳酸，不能证明草酸为弱酸，故B错误;C项,0.1mol-LNaHCzCU

溶液能使pH试纸变红，只能证明NaHCzO」溶液显酸性，不能证明草酸为弱酸，故C错误：综上所述，答

案为A。（4）草酸和乙醉发生酯化反应生成草酸二乙酯和水，其反应的化学方程式为

COOCHCH；

HOOCCOOH+2CH3cH20H|一+2比0；（5）由于沉淀中含有Ba?+,若沉淀洗涤干净了，则

COOCH2cH3

最后一次洗涤液中不含Ba",主要根据最后一次洗液是否有领离子来分析；根据题意得到

2.52g4.50g-日、

；,v丁7-^777T>解彳导n=2。

（9n0n+I1O8n）g-mol225g•mol

3.（2023届•湖南省三湘创新发展联合高三起点调研考试）草酸（乙二酸）存在于自然界的植物中，草酸的

钠盐和钾盐均易溶于水，而其钙盐难于水，草酸晶体（H2c2。4・2比。）无色，熔点为101℃,易溶于水，受热

易脱水、升华，175℃时分解，某兴趣小组用硝酸氧化法制备草酸晶体并测定其纯度，制备装置如图所示（加

热、固定等装置略去）。实验步骤如下：

①糖化：先将淀粉水解为葡萄糖；

②氧化：在淀粉水解液中加入混酸（质量之比为3:2的65%HNO3与98%H2s04的混合物），在55~60℃

下发生反应；

③反应后溶液经冷却、减压过滤,即得草酸晶体（H2c2。4・2比0）粗产品。

混酸

淀

粉

水

解

液

（1）装混酸的仪器名称为,冷凝管进水的接口为一（填“a”或"b”）。

（2）步骤①中判断淀粉水解是否完全的操作为—。

（3）步骤②中，配制混酸的方法是；氧化时，控制反应温度不超过60℃的操作是—，控温的作用

是一。

（4）称取8.0g草酸晶体粗产品，配成100mL溶液。取25.00mL于锥形瓶中，加入适量硫酸，用0.200

mol-L*的KMnCU标准液滴定，杂质不参与反应，数据记录如表所示，则滴定时发生反应的离子方程式为一；

该草酸晶体（H2c2CM2H2O）的纯度为%。

起始滴定管的读数/mL实验结束滴定管的读数/mL

第一次0.1022.35

第二次1.5022.10

第三次0.8022.95

【答案】(1)分液漏斗a

(2)向水解后的溶液中滴加碘水，看溶液是否变为蓝色，若不变蓝，证明水解完全

(3)将浓硫酸沿烧杯内壁缓缓加入浓硝酸中，并用玻璃棒不断搅拌，使热量迅速扩散55〜60℃水浴加

热防止有机物脱水炭化和浓硝酸的挥发及分解

+2+

(4)5H2c2O4+2MnO4+6H=2Mn+10CO2t+8H2O69.93%

【解析】由实验装置图可知：装置A中，在浓硫酸作用下，淀粉水解液中的葡葡糖在55~6()℃下水浴

加热条件下与浓硝酸发生反应生成草酸、氮氧化物和水：装置B中盛有的氢氧化钠溶液，其作用是用于吸

收尾气中的氮氧化物，防止污染空气。在导气管末端安装一个干燥管，可防止NaOH溶液吸收氮氧化物时

产生倒吸现象。(1)根据图示可知盛有混合酸溶液的仪器为分液漏斗；为了充分冷凝，减少浓硝酸的挥发，

要采用逆流原理，冷却水是从球形冷凝管的下口a处加入；(2)在步骤①中若淀粉水解完全，则向其中滴加

碘水，溶液不变为蓝色，否则溶液变为蓝色，据此判断淀粉溶液是否水解完全；(3)由于浓硫酸溶于水会放

出大量热量，根据浓硫酸的密度比浓硝酸大，为防止酸溶液混合时酸滴飞溅，造成危险，应该将浓硫酸沿

烧杯内壁缓缓加入到盛有浓硝酸的烧杯中，并用玻璃棒不断搅拌，使热量迅速扩散；氧化时，控制反应温

度不超过6(TC的操作是用55〜60℃水浴加热；控温的作用是防止有机物脱水炭化和浓硝酸的挥发及分解；

(4)H2c2。4具有还原性，酸性KMnCh溶液具有强氧化性，二者混合，会发生氧化还原反应产生K2so4、MnSO4、

+2+

CCh、H2O,发生反应的离子方程式为：5H2C2O4+2MnO4+6H=2Mn+10CO2f+8H2O；进行滴定时，三次

实验消耗KMnCM溶液的体积分别是(22.35-0.10)mL=22.25mL、(22.10-1.50)mL=20.60mL、(22.95-0.80)

mL=22.15mL,显然第二次实验数据偏差较大，应该舍去，则平均消耗KMnCM溶液的体积U=

22.25；22.15矶=22.20mL,根据反应中二者关系可知在100mL草酸溶液中含有草酸的物质的量为：

100mL

n(H2C2O4)=-n(KMnO4)=-x0.200mol/Lx0.02220Lx-=0.0444mol,则根据C元素守恒可知在8.0g

2225.00mL

草酸晶体粗产品中含有的草酸晶体的质量皿H2c204・21七0)=0.0444molxl26g/mol=5.5944g,故该草酸晶体

(H2c2。4・2比0)的纯度为之鬻辿X100%=69.93%。

8.0g

4.（2022•吉林省实验中学高三模拟）三苯甲醇（）是重要的有机合成中间体，实验室中合

成三苯甲醇时采用I如下图所示的装置，其合成流程如下图所示。

已知:

③格氏试剂易潮解，生成可溶于水的碱式澳化镁[Mg（OH）Br]

④三苯甲醇可通过格式试剂与苯甲酸乙酯按物质的量比2：1反应合成

⑤相关物质的物理性质如下:

物质相对分子质量熔点沸点溶解性

不溶于水，溶于乙醇、乙醛

三苯甲醇260164.2℃380℃

等有机溶剂

微溶于水，溶于乙醇、苯等

乙醛—•-116.3℃34.6℃

有机溶剂

不溶于水，溶于乙醇、乙酸

澳苯一-30.7℃156.2℃

等多数有机溶剂

苯甲酸乙酯150-34.6℃212.6℃不溶于水

请回答下列问题:

(1)合成格氏试剂：实验装置如图所示，仪器B的名称是,己知制备格氏试剂的反应剧烈放

热，但实验开始时常加入一小粒碘引发反应，推测12的作用是O合成过程中，如果恒压滴液漏

斗中的混合液滴加过快将导致格氏试剂产率下降，其原因是。使用装有无水氯化钙的A装置主要是

为避免发生(用化学方程式表示)。

(2)制备三苯甲醇:通过恒压滴液漏斗往过量的格氏试剂中加入13mL苯甲酸乙酯(0.09mol)和15mL无水

乙醛的混合液，反应剧烈，要控制反应速率除使用冷水浴外，还可以(任写一点即可)。回流0.5h

后，加入饱和氯化核溶液，有晶体析出。

(3)提纯：冷却后析出晶体的混合液含有乙酸、漠苯、苯甲酸乙酯和碱式澳化镁等杂质，可先通过

(填操作方法，下同)除去有机杂质，得到固体17.2g。再通过纯化，得白色颗粒状

晶体16.0g,测得熔点为164℃o

(4)本实验的产率是(结果保留两位有效数字)。本实验需要在通风橱中进行,且不能有明火，

原因是。

(5)纯度测定：称取2.60g产品，配成乙醛溶液，加入足量金属钠(乙醛与钠不反应)，充分反应后，测得

生成的气体在标准状况下的体积为100.80mL。则产品中三苯甲醇的质量分数为。

【答案】(1)球形冷凝管碘与Mg反应放热，可以提供反应需要的活化能滴加过快导致生成的格

氏试剂与澳苯反应生成副产物联苯，导致格氏试剂产率下降

<~\—MgBr+H2O-><~>+Mg(OH)Br

(2)缓慢滴加混合液等(3)蒸储重结晶

(4)68%乙醛易挥发，有毒且易燃(5)90%

【解析】首先利用镁条、溟苯和乙醛制取格氏试剂，由于格氏试剂易潮解，所以需要在无水环境中进行反

应，则装置A中的无水氯化钙是为了防止空气中的水蒸气进入反应装置；之后通过恒压滴液漏斗往过量的

格氏试剂中加入苯甲酸抑制和无水乙醛混合液，由于反应剧烈，所以需要采用冷水浴，同时控制混合液的

滴入速率；此时得到的三苯甲醇溶解在有机溶剂当中，而三苯甲醇的沸点较高，所以可采用蒸储的方法将

其分离，除去有机杂质；得到的粗品还有可溶于水的Mg(OH)Br杂质。(1)由图可知仪器B的名称是球形冷

凝管；碘与Mg反应放热，可以提供反应需要的活化能；根据题目信息，滴入过快会产生联苯，使格氏试剂

产率下降，故合成格氏试剂过程中，缓慢滴加混合液，故答案为：滴加过快导致生成的格氏试剂与澳苯反

应生成副产物联苯，导致格氏试剂产率下降；格氏试剂易潮解，所以需要在无水环境中进行反应，则装置A

中的无水氯化钙是为J'防止空气中的水蒸气进入反应装置，方程式为:

+Mg(OH)Br；(2)制备三苯甲醇由丁-反应剧烈,要控制反应速率除使用冷水浴外，还可以缓慢滴加混合液等:

(3)根据分析可知应采用蒸储的方法除去有机杂质；进一步纯化固体可采用重结晶的方法；(4)三苯甲醇可以

通过格氏试剂与苯甲酸乙酯按物质的量比2:1反应，由于格氏试剂过量，所以理论生成的m(三苯甲醇)n(苯

甲酸乙酯)=0.09mol,所以产率为斐xl()0%=68%；本实验使用的乙醛易挥发，有毒且易燃，

0….09molTx260g/mol

所以需要在通风橱中进行；(5)三苯甲醇(OTO)中含有一个羟基，与钠反应，且2moi-0H生成

0

ImolHz,100.80mL氢气的物质的量为黑等\=0.(X)45mol,故三苯甲醇的物质的量为0.009moL故三苯

22.4L7mol

口八皿、।260g/molx0.009mol

甲酹:的质量分数为一-——--------=90%。

2.6g

5.(2022•江苏省镇江第一中学最后模拟)过氧乙酸(CH3coOOH)不仅在卫生医疗、食品消毒及漂白剂领

域有广泛应用，也应用于环境工程、精细化工等领域。实验室利用醋酸(CH3coOH)与双氧水(H2O2)共热，

在固体酸的催化下制备过氧乙酸(CH3coOOH),其装置如图所示。请回答下列问题：

8循

环水

彳式真

OO空泵

实验步骤:

I.先在反应瓶中加入冰醋酸、乙酸丁酯和固体酸催化剂，开通仪器1和8,温度维持为55℃；

IL待真空度达到反应要求时，打开仪器3的活塞，逐滴滴入浓度为35%的双氧水，再通入冷却水；

IH.从仪器5定期放出乙酸丁酯和水的混合物，待反应结束后分离反应器2中的混合物，得到粗产品。

(1)仪器6的名称是,反应器2中制备过氧乙酸(CH3COOOH)的化学反应方程式为o

(2)反应中维持冰醋酸过量，目的是提高；分离反应器2中的混合物得到粗产品，分离的方法是

(3)实验中加入乙酸丁酯的主要作用是(选填字母序号)。

A.作为反应溶剂，提高反应速率

B.与固体酸一同作为催化剂使用，提高反应速率

C.与水形成沸点更低的混合物，利于水的蒸发，提高产率

D.增大油水分离器5的液体量，便于实验观察

(4)从仪器5定期放出乙酸丁酯和水的混合物，待观察到(填现象)时，反应结束。

(5)粗产品中过氧乙酸(CH3co00H)含量的测定：取一定体积的样品VmL,分成6等份，用过量KI溶

液与过氧化物作用，以O.lmolL」的硫代硫酸钠溶液滴定碘(l2+2S2O32=2r+S4O63)；重复3次，平均消耗量

为VimL。再以0.02mol・L“的酸性高锌酸钾溶液滴定样品，重复3次，平均消耗量为V2mL。则样品中的过

氧乙酸的浓度为mobL-'o

【答案】(1)(蛇形)冷凝管CH3CQQH+H2O2~>CH3CQOOH+H2O

(2)双氧水的转化率(利用率)过滤(3)C

(4)仪器5“油水分离器”水面高度不变⑸。弋玉！

【解析】实验室利用醋酸(CH3co0H)与双氧水(H2O2)共热，在固体酸的催化下制备过氧乙酸

(CHsCOOOH),通过蒸储得到谭分。(1)仪器6用于冷凝回流，名称是(蛇形)冷凝管，反应器2中乙酸和双氧

水在固体催化剂加热的条件下反应生成过氧乙酸，反应方程式为CH3coOH+H2O2固体器化剂〉

CH3coOOH+H2O；(2)反应中CH3coOOH过量，可以使反应持续正向进行，提高双氧水的转化率，反应器

2中为过氧乙酸、为反应完的反应物及固体催化剂的混合物，可采用过滤的方法得到粗产品；(3)由于乙酸丁

酯可与水形成沸点更低的混合物，利于水的蒸发，从而可以提高过氧乙酸的产率，因此C选项正确，故答

案为C；(4)乙酸和双氧水在固体催化剂加热的条件下反应生成过氧乙酸和水，当仪器5中的水面高度不再

发生改变时，即没有H2O生成，反应已经结束；⑸已知l2+2S2Ch2-=2r+S4O62-,由得失电子守恒、元素守恒

可知：

o-o~L~2s,o；-

12

J

0.05V:x100.1V,xlO'

双氧水与高锌酸钾反应，由得失电子守恒可知：

5H2O2~2KMnO4

52

J

O.O5V2xlO0.02V2xIO"

Vn

则二样品中含有n(CH3coOOH)=(Q05V|Xl(y3g05V2Xl(P)moL由公式可得，样品中的过氧乙酸

6V

(0.05Yx10一n0Q5V,x10-3)_O.3(V,-V2)

的浓度为匕石=一丁a

6

6.（2022•陕西省宝鸡市三模）实验室以苯甲酸和乙醇为原料制备苯甲酸乙酯，实验装置如图（加热及夹持

装置已省略）。

物质颜色、状态沸点（℃）密度(g-cm-3)

苯甲酸无色晶体249(100℃升华)1.27

苯甲酸乙酯无色液体212.61.05

乙醇无色液体。78.30.79

环己烷无色液体80.80.73

实验步骤如下:

步骤1：在三颈烧瓶中加入12.20g苯甲酸、20mL环己烷、5mL浓硫酸、沸石，并通过分液漏斗加入

60mL（过量）乙醇，控制温度在65~70℃加热回流2h。反应时“环己烷-乙醇-水”会形成共沸物（沸点62.6C）蒸

储出来，再利用分水器不断分离除去水，回流环己烷和乙醇。

步骤2：反应一段时间，打开旋塞放出分水器中液体，关闭旋塞，继续加热维持反应。

步骤3：将三颈烧瓶内反应液倒入盛有适量水的烧杯中，分批加入Na2c03至溶液呈中性。

步骤4：用分液漏斗分离出有机层，水层用25mL乙醛萃取分液，然后合并至有机层。加入氯化钙，对

粗产物进行蒸储，低温蒸出乙酸后，继续升温，接收210~213℃的储分，得到产品10.00mL。

请回答下列问题:

（1）制备苯甲酸乙酯时，应采用方式加热；冷凝管中水流方向

(2)根据上述实验药品的用量，三颈烧瓶最适宜规格为o

A.100mLB.150mLC.250mLD.500mL

(3)加入环己烷的目的是。

(4)装置中分水器的作用是；判断反应已经完成的标志是。

(5)步骤3若加入Na2c03不足，在之后蒸镭时，蒸储烧瓶中可见到白烟生成，产生该现象的原因是

(6)步骤4中对水层用乙酸再萃取后合并至有机层的目的是。下图关于步骤4中对水

层的萃取分液的相关操作的正确顺序为(用编号排序)；对粗产物进行蒸储时应选用的冷凝管

(选填“直形”“球形”或“蛇形”)。

(7)本实验中苯甲酸乙酯的产率为。

【答案】⑴热水浴b进a出(2)B

(3)通过形成“环己烷一乙醇一水”共沸物，易蒸储出水

(4)分离出生成物水，使平衡向正反应方向移动，提高苯甲酸的转化率水层高度不变

(5)未除净的苯甲酸加热升华产生白烟

(6)减少产品损耗，提高产量CBAD直形

(7)70%

【解析】由题意可知，制备苯甲酸乙酯得操作为将分液漏斗中的乙醇加入盛有苯甲酸、环己烷、浓硫

酸、沸石的三颈烧瓶中形成“环己烷一乙醇一水”共沸物，控制温度在65~70℃水浴加热三颈烧瓶制备苯甲酸

乙酯，实验中分水器起不断分离除去水，冷凝回流环己烷和乙醇的作用。(I)由分析可知，制备苯甲酸乙酯

时，应采用控制温度在65~70℃水浴加热；为增强冷凝效果，球形冷凝管的水流方向为下Flb进上口a出；

(2)由题意可知，三颈烧瓶中混合溶液的体积为85mL,由三颈烧瓶加热时溶液的体积不能超过容积的(，不

能低于容积的;的原则可知，选用三颈烧瓶最适宜规格为150mL,故选B；(3)由分析可知，加入环己烷的

目的是通过形成“环己烷一乙醇一水”共沸物，使反应生成的水易蒸储分离除去，使平衡向正反应方向移动,

提高苯甲酸的转化率；（4）装置中分水器的作用是分离出生成物水，使平衡向正反应方向移动，提高苯甲酸

的转化率；当分水器中水层高度不变时，说明三颈烧瓶中酯化反应达到最大限度，说明反应已经完成；（5）

步骤3加入碳酸钠溶液的目的是将苯甲酸转化为苯甲酸钠，防止之后蒸馈时，未除净的苯甲酸加热升华产

生白烟；（6）步骤4中对水层用乙醛再萃取后合并至有机层的目的是将水层中的苯甲酸乙酯萃取出来，防止

产品损耗导致产量降低；步骤4中对水层的萃取分液的相关操作为将乙酸加入盛有水层的分液漏斗中，将

分液漏斗倒转过来用力振荡，静置，然后打开分液漏斗活塞，将下层水层从分液漏斗的下口放出，正确顺

序为CBAD；蒸锵时，为便于镭出物顺利流下，应选择直形冷凝管；（7）由题意可知，制备苯甲酸乙酯时，

加入的乙醇过量，由12.20g苯甲酸反应制得10.00mL苯甲酸乙酯可知，苯甲酸乙酯的产率为

10.00mLx1.05g/cm3

—~150x100%=70%。

12.20gX—

7.（2022•陕西省渭南市二模）2—硝基一1,3—苯二酚是重要的医药中间体。实验室常以间苯二酚为原料，

经磺化、硝化、去磺酸基三步合成：

部分物质相关性质如表:

名称相对分子质量性状熔点/℃水溶性（常温）

囱苯二酚110白色针状晶体110.7易溶

2—硝基一1,3—苯二酚155桔红色针状晶体87.8难溶

制备过程如下：

第一步：磺化。称取77.0g间苯二酚，碾成粉末放入烧瓶中，慢慢加入适量浓硫酸并不断搅拌，控制温

度在一定范围内搅拌I5min（如图1）。

h

图1

第二步：硝化。待磺化反应结束后将烧瓶置于冷水中，充分冷却后加入“混酸”,控制温度继续搅拌15mino

第三步：蒸储。将硝化反应混合物的稀释液转移到圆底烧瓶B中，然后用如图2所示装置进行水蒸气

蒸储(水蒸气蒸储可使待提纯的有机物在低于1()0℃的情况下随水蒸气一起被蒸播出来，从而达到分离提纯

的目的)，收集储出物，得到2—硝基一1,3—苯二酚粗品。

请回答下列问题：

(1)图1中仪器b的名称是；磺化步骤中控制温度最合适的范围为(填字母代号，下同)。

A.30〜60℃B.60~65℃C.65〜70℃D.70~100℃

(2)已知：酚羟基邻对位的氢原子比较活泼，均易被取代。请分析第一步磺化引入磺酸基基团(一SChH)

的作用是»

(3)硝化步骤中制取“混酸”的具体操作是«

(4)水蒸气蒸储是分离和提纯有机物的方法之一，被提纯物质必须具备的条件正确的是oA.不

溶或难溶于水，便于最后分离B.具有较低的熔点

C.在沸腾下与水不发生化学反应D.难挥发性

(5)下列说法正确的是。

A.直型冷凝管内壁中可能会有红色晶体析出

B.烧瓶A中长玻璃管起稳压作用，既能防止装置中压强过大引起事故，又能防止压强过小引起倒吸

C.反应一段时间后，停止蒸储，先熄灭酒精灯，再打开旋塞，最后停止通冷凝水

(6)蒸僧所得2—硝基一1,3—苯二酚中仍含少量杂质，可用少量乙醇水混合剂洗涤。请设计简单实验证

明2—硝基一1,3一苯二酚己经洗涤干净。

(7)本实验最终获得15.5g桔红色晶体，则2—硝基一1,3—苯二酚的产率约为(保留3位有效数

字)。

【答案】(1)球形冷凝管