2024年高中化学新教材同步选择性必修第三册 第4章　提升课6　常见有机物的水解、检验和分离提纯

提升课6常见有机物的水解、检验和分离提纯[核心素养发展目标]1.掌握有机物水解反应的条件并会判断其产物。2.掌握有机物的检验、鉴别和分离的常用方法。一、常见有机物的水解反应1．卤代烃的水解(碱性介质中)CH3CH2Br＋NaOHeq\o(→,\s\up7(水),\s\do5(△))CH3CH2OH＋NaBr，＋2NaOHeq\o(→,\s\up7(水),\s\do5(△))＋NaCl＋H2O，＋2NaOHeq\o(→,\s\up7(水),\s\do5(△))＋2NaCl＋H2O。2．酯类的水解(1)在酸性介质中生成酸和醇RCOOCH2R′＋H2Oeq\o(,\s\up7(H＋),\s\do5(△))RCOOH＋HOCH2R′。(2)在碱性介质中生成盐和醇RCOOCH2R′＋NaOHeq\o(→,\s\up7(△))RCOONa＋HOCH2R′。(3)油脂的水解①油脂＋3H2Oeq\o(→,\s\up7(H＋),\s\do5(△))甘油＋3高级脂肪酸；②油脂＋3NaOHeq\o(→,\s\up7(△))甘油＋3高级脂肪酸钠。3．酰胺的水解(1)在酸性介质中生成羧酸和铵盐RCONH2＋H2O＋HCleq\o(→,\s\up7(△))RCOOH＋NH4Cl。(2)在碱性介质中生成羧酸盐和氨RCONH2＋NaOHeq\o(→,\s\up7(△))RCOONa＋NH3↑。4．糖类的水解(1)二糖的水解eq\o(C12H22O11,\s\do12(麦芽糖))＋H2Oeq\o(→,\s\up7(酸或酶))eq\o(2C6H12O6,\s\do12(葡萄糖))；eq\o(C12H22O11,\s\do12(蔗糖))＋H2Oeq\o(→,\s\up7(酸或酶))eq\o(C6H12O6,\s\do12(果糖))＋eq\o(C6H12O6,\s\do12(葡萄糖))。(2)多糖的水解eq\o((C6H10O5)n,\s\do12(淀粉))＋nH2Oeq\o(→,\s\up7(酸或酶))eq\o(nC6H12O6,\s\do12(葡萄糖))；eq\o((C6H10O5)n,\s\do12(纤维素))＋nH2Oeq\o(→,\s\up7(酸或酶))eq\o(nC6H12O6,\s\do12(葡萄糖))。5．多肽、蛋白质的水解在酸、碱或酶的作用下最终水解得到氨基酸。天然蛋白质水解的最终产物都是α-氨基酸。6．核酸的水解核酸在酶的作用下水解生成核苷酸。若在强酸或强碱条件下加热，可水解生成磷酸、碱基和戊糖(核糖或脱氧核糖)。1．下列说法不正确的是()A．溴乙烷与氢氧化钠溶液混合，加热，可发生水解反应B．有机物的水解反应都属于取代反应C．麦芽糖、淀粉、纤维素水解的最终产物相同D．乙酸乙酯和油脂在碱溶液中的水解都是皂化反应答案D解析只有油脂在碱性条件下的水解才称为皂化反应，D项错误。2.是一种由三种α-氨基酸分子脱水缩合生成的五肽的结构简式，这种五肽彻底水解时，不可能产生的氨基酸是()A．B．C．H2N－CH2－COOHD．答案D解析(1)抓住肽键“”的断键规律，即从虚线处断开。(2)接—OH形成—COOH，而—NH—接H形成—NH2。该五肽水解生成的α-氨基酸分别为、、。二、有机物检验或鉴别的常用方法1．利用有机物的物理性质(1)利用液态有机物的密度烃(烷烃、烯烃、炔烃、苯及其同系物)的密度一般小于水，而溴苯、硝基苯、四氯化碳的密度大于水，故它们在水中的分层情况不同，可以加水鉴别。(2)利用有机物的溶解性通常加水观察有机物是否溶于水，例如可用水鉴别乙酸和乙酸乙酯等。另外液态烷烃、苯及苯的同系物、溴苯、硝基苯、四氯化碳还能把Br2(或I2)从溴水(或碘水)中萃取出来，使液体分层，这一性质也常用于有机物的鉴别或检验。2．利用有机物中所含官能团的性质思维方式：官能团→性质→方法的选择物质试剂与方法现象或结论饱和烃与不饱和烃加入溴水或酸性KMnO4溶液褪色的是不饱和烃与加酸性KMnO4溶液褪色的是含醛基的化合物加银氨溶液，水浴加热有银镜产生加新制Cu(OH)2，加热有砖红色沉淀生成醇加入活泼金属钠有气体放出羧酸加紫色石蕊溶液显红色加Na2CO3或NaHCO3溶液有气体逸出酯闻气味有芳香气味加稀NaOH溶液开始分层，一段时间后溶液不再分层酚类加FeCl3溶液显紫色加浓溴水有白色沉淀淀粉加碘水显蓝色蛋白质加浓硝酸微热(含苯环的)显黄色灼烧有烧焦羽毛气味1．下列物质鉴别所用试剂不正确的是()A．乙醇与乙酸用CaCO3固体B．乙烷和乙烯用NaOH溶液C．苯、CCl4和甲酸用水D．乙烯与乙烷用溴水答案B解析乙酸的酸性比碳酸强，能够与CaCO3反应，而乙醇不与CaCO3反应，A项正确；乙烷与乙烯都不能与NaOH溶液反应，B项错误；甲酸易溶于水，苯和CCl4均不溶于水，分层，苯在上层，CCl4在下层，C项正确；乙烯能与溴水反应使溴水褪色，而乙烷不能，D项正确。2．阿魏酸的化学名称为4-羟基-3-甲氧基肉桂酸，可以作医药、保健品、化妆品原料和食品添加剂，结构简式为。在阿魏酸溶液中加入合适的试剂(可以加热)，检验其官能团。下列试剂、现象、结论都正确的是()选项试剂现象结论A氯化铁溶液溶液变蓝色含有酚羟基B银氨溶液产生银镜含有醛基C碳酸氢钠溶液产生气泡含有羧基D溴水溶液褪色含有碳碳双键答案C解析根据阿魏酸的结构简式可知，它含有酚羟基，与氯化铁溶液发生显色反应，显紫色不是蓝色，A项错误；阿魏酸分子中不含醛基，B项错误；阿魏酸分子中含羧基，与碳酸氢钠溶液反应产生气泡，C项正确；酚羟基邻位上的氢原子与Br2可发生取代反应，溴水褪色不能证明一定含有碳碳双键，D项错误。3．(2022·沈阳高二期中)下列有关有机物的分离、提纯、鉴别的方法正确的是()A．地沟油经过加工处理，可制成生物柴油(脂肪酸甲酯)，可以使用酸性高锰酸钾溶液鉴别生物柴油与普通柴油B．苯中溶有少量的苯酚，可先加适量NaOH溶液，再分液除去C．检验某卤代烃为溴代烃，可采用以下方案：取少量卤代烃，加入NaOH的乙醇溶液，加热，冷却后，用硝酸酸化，加入AgNO3溶液，通过是否有淡黄色沉淀生成即可判断D．只用一种试剂不能鉴别：乙醇、乙醛、乙酸、甲酸答案B解析生物柴油属于酯类，普通柴油属于烃类，生物柴油的烃基可能不饱和，普通柴油中也可能含不饱和烃，二者都能使酸性高锰酸钾溶液褪色，不能用酸性高锰酸钾溶液鉴别，A错误；苯酚与NaOH溶液反应生成苯酚钠，与苯分层，可分液除去，B正确；卤代烃的消去反应必须满足两点：一是至少有2个C原子，二是连接卤素原子的C原子的相邻C原子上必须有H原子，如：CH3Br不能消去，不能检验，C错误；加入新制的Cu(OH)2，乙醇不与其反应，乙醛在加热时生成砖红色沉淀，乙酸和Cu(OH)2发生中和反应，氢氧化铜溶解，甲酸能溶解氢氧化铜，含有醛基，加热时有砖红色沉淀生成，则用新制的Cu(OH)2可鉴别四种物质，D错误。三、有机物分离、提纯的常用方法有机物的分离和提纯方法很多。根据沸点的不同，可采用分馏或蒸馏的方法；根据溶解性的不同，可采取萃取、分液、结晶或过滤的方法；有时也可采用水洗、酸洗或碱洗的方法进行有机物的分离、提纯。例如：被提纯物质杂质除杂试剂除杂方法甲烷乙烯或乙炔溴水洗气苯苯酚NaOH溶液分液乙醇水CaO蒸馏乙酸乙酯乙醇或乙酸饱和Na2CO3溶液分液溴苯溴NaOH溶液分液硝基苯HNO3NaOH溶液分液乙醇乙酸NaOH或CaO蒸馏乙酸乙酯水无水Na2SO4蒸馏苯酚苯甲酸NaHCO3蒸馏苯甲苯酸性KMnO4溶液、NaOH溶液分液甲烷甲醛H2O洗气乙炔H2SCuSO4溶液或NaOH溶液洗气1．现有三组混合液：①乙酸乙酯和乙酸钠溶液②乙醇和丁醇③溴化钠和单质溴的水溶液，其中提纯方法正确的一组是()A．分液、萃取、蒸馏 B．萃取、蒸馏、分液C．分液、蒸馏、萃取 D．蒸馏、萃取、分液答案C解析乙酸乙酯与乙酸钠溶液不互溶，液体分层，故选择分液法；乙醇和丁醇的沸点不同，选择蒸馏法；溴单质易溶于CCl4等有机溶剂，而溴化钠难溶，故选择萃取法。2．下列提纯方法中正确的是()A．溴苯中混有溴，加入碘化钾溶液后用汽油萃取B．乙醇中混有乙酸，加入NaOH溶液后用分液漏斗分液C．乙烷中混有乙烯，通过盛有酸性KMnO4溶液的洗气瓶洗气D．苯甲醛中混有苯甲酸，加入生石灰，再加热蒸馏答案D解析A项，不满足萃取条件，应加入NaOH溶液后分液；B项，加入NaOH溶液后，乙酸转变为乙酸钠，应使用蒸馏法分离；C项，乙烯被酸性KMnO4氧化生成CO2，引入新杂质，应通过盛有溴水的洗气瓶。题组一常见有机物的水解反应1．(2023·吉林高二检测)下列物质中，水解的最终产物可以发生银镜反应的是()A．蔗糖 B．乙酸乙酯C．油脂 D．蛋白质答案A解析发生银镜反应说明含醛基，蔗糖水解产物含葡萄糖，故可以发生银镜反应，A正确；乙酸乙酯水解生成乙醇、乙酸或乙酸钠，不能发生银镜反应，B错误；油脂水解生成高级脂肪酸或高级脂肪盐、甘油，不能发生银镜反应，C错误；蛋白质水解生成氨基酸，不能发生银镜反应，D错误。2．下列物质中，在一定条件下既能发生银镜反应，又能发生水解反应的是()A．甲酸甲酯 B．蔗糖C．葡萄糖 D．纤维素答案A解析A的结构简式为，能发生银镜反应，且A属于酯，能水解；B为非还原糖，不能发生银镜反应；C为单糖不能水解；D是多糖，能水解，但为非还原糖，不能发生银镜反应。3．某种解热镇痛药的结构简式为，当它完全水解时，可得到的产物有()A．2种 B．3种C．4种 D．5种答案C解析该有机物分子中含有3个可水解官能团，包括两个和一个，完全水解后可得4种产物。题组二有机物的检验、鉴别和分离4．(2022·沈阳高二检测)乙醇、甘油、苯酚及醛类物质是重要的有机物。下列有关说法正确的是()A．不能用溴水检验中是否含有碳碳双键B．乙醇、甘油和苯酚都能与NaOH溶液反应C．只用水就能鉴别乙醇、乙酸、苯酚D．对甲基苯甲醛()能使酸性高锰酸钾溶液褪色，说明它含有醛基答案A解析碳碳双键、—CHO均能与溴水反应，应先利用银氨溶液氧化—CHO，再利用溴水检验碳碳双键，A正确；乙醇、甘油中都含有醇羟基，苯酚中含有酚羟基，只有苯酚能与NaOH溶液反应，B错误；乙醇、乙酸均与水互溶，用水不能鉴别乙醇、乙酸，C错误；与苯环相连的甲基、—CHO均能被高锰酸钾氧化，则酸性高锰酸钾溶液褪色不能说明它含有醛基，D错误。5．为提纯下列物质(括号内为杂质)，所用的除杂试剂和分离方法都正确的是()选项不纯物除杂试剂分离方法ACH4(C2H4)酸性KMnO4溶液洗气B苯(Br2)NaOH溶液过滤CC2H5OH(H2O)新制生石灰蒸馏D乙酸乙酯(乙酸)饱和Na2CO3溶液蒸馏答案C解析A项，酸性高锰酸钾溶液能把乙烯氧化为CO2，应该用溴水除去甲烷中的乙烯，错误；B项，氢氧化钠和溴单质反应，苯不溶于水，应该分液分离，错误；C项，水和氧化钙反应生成氢氧化钙，然后蒸馏即可得到乙醇，正确；D项，饱和碳酸钠溶液和乙酸反应，乙酸乙酯不溶于水，应该分液分离，错误。6．(2022·济南高二质检)只用水就能鉴别的一组物质是()A．乙醇、乙酸、四氯化碳B．苯、己烷、乙酸C．乙醇、甘油、乙酸D．乙酸乙酯、乙醇、四氯化碳答案D解析A中乙醇和乙酸都溶于水，四氯化碳不溶于水且在下层，但乙醇和乙酸无法鉴别；B中苯和己烷均不溶于水且在上层，无法鉴别；C中三种物质均溶于水，无法鉴别；D中乙酸乙酯不溶于水且在上层，乙醇和水互溶，四氯化碳不溶于水且在下层，故可以鉴别。7．下列实验能达到预期目的的是()A．用水鉴别葡萄糖、蔗糖和碳酸钠粉末B．用溴水检验汽油中是否含有不饱和的脂肪烃C．用KI溶液检验食醋中是否含有淀粉D．用乙醇从碘水中萃取碘答案B解析葡萄糖、蔗糖和碳酸钠均溶于水，A不能达到目的；不饱和脂肪烃可与溴发生加成反应而使溴水褪色，可用溴水检验，B能达到目的；KI溶液不含单质碘，淀粉不变蓝，C不能达到目的；乙醇能与水互溶，D不能达到目的。8．根据下列实验操作与现象所得出的结论正确的是()选项实验操作与现象结论A向油脂皂化反应后的溶液中滴入酚酞，溶液变红油脂已经完全皂化B淀粉溶液在稀硫酸存在下水浴加热一段时间后，加适量氨水使溶液为碱性，再与银氨溶液混合加热，有光亮的银镜生成淀粉已经水解完全C在2mL0.1mol·L－1的CuSO4溶液中滴加6滴0.1mol·L－1NaOH溶液，配制成新制氢氧化铜。向其中加入麦芽糖溶液，加热，无砖红色沉淀生成麦芽糖为非还原糖D向鸡蛋清溶液中滴加浓硝酸，微热，产生黄色沉淀蛋白质发生了显色反应答案D解析油脂在碱性条件下水解生成高级脂肪酸盐，溶液显碱性，所以不能根据溶液显碱性判断油脂是否完全皂化，故A错误；有光亮的银镜生成，只能证明淀粉已经水解，无法证明水9．物质的检验、鉴别要特别注意共存物质的干扰，否则得到的结论是不可靠的。下列实验设计所得结论可靠的是()A．将电石与水反应产生的气体通入酸性KMnO4溶液中，溶液褪色说明有乙炔生成B．将溴乙烷与NaOH的乙醇溶液共热产生的气体通入酸性KMnO4溶液中，溶液褪色说明有CH2=CH2生成C．将溴乙烷与NaOH的乙醇溶液共热产生的气体通入溴水中，溴水褪色，说明有乙烯生成D．将苯、液溴、铁粉混合物反应产生的气体通入AgNO3溶液中有淡黄色沉淀产生，说明有HBr生成答案C解析乙炔中混有H2S等还原性气体，这些还原性气体也能使酸性高锰酸钾溶液褪色，干扰乙炔的检验，A错误；乙醇易挥发，则气体中混有乙醇，乙醇也能使酸性高锰酸钾溶液褪色，干扰乙烯的检验，B错误；苯与液溴的反应是放热反应，液溴易挥发，因此气体中混有溴蒸气，溴蒸气也能与AgNO3溶液反应产生淡黄色沉淀，干扰HBr的检验，D错误。10．(2020·北京，8)淀粉在人体内的变化过程如图：下列说法不正确的是()A．n<mB．麦芽糖属于二糖C．③的反应是水解反应D．④的反应为人体提供能量答案A解析淀粉在加热、酸或淀粉酶作用下发生分解和水解时，大分子的淀粉首先转化成为小分子的中间物质，这时的中间小分子物质为糊精，故n＞m，A不正确；麦芽糖在一定条件下水解为2倍的单糖，属于二糖，B正确；过程③为麦芽糖生成葡萄糖的反应，是水解反应，C正确；④的反应为葡萄糖分解为二氧化碳和水的过程，并为人体提供能量，D正确。11．根据如图所示转化关系判断下列说法正确的是()(C6H10O5)neq\o(→,\s\up7(),\s\do5(①))葡萄糖→乙醇eq\o(→,\s\up7(乙酸),\s\do5(②))乙酸乙酯A．(C6H10O5)n可以是淀粉或纤维素，二者均属于多糖，互为同分异构体B．可以利用银镜反应证明葡萄糖为还原糖C．酸性高锰酸钾溶液可将乙醇氧化为乙酸，将烧黑的铜丝趁热插入乙醇中也可得到乙酸D．答案B解析(C6H10O5)n可以是淀粉或纤维素，但是二者的n值不同，不互为同分异构体，A错误；葡萄糖可以发生银镜反应，在反应中葡萄糖表现还原性，B正确；烧黑的铜丝趁热插入乙醇中可得到乙醛，C错误；乙酸乙酯在氢氧化钠溶液中可水解，除去乙酸乙酯中的乙酸和乙醇可用饱和碳酸钠溶液，D错误。12．得重感冒之后，常吃一种抗生素——头孢氨芐，分子式为C16H17N3O4S·H2O，其结构简式如图所示，有关说法正确的是()A．该有机物分子中有2个手性碳原子B．1mol该分子最多能与7molH2反应C．在一定条件下，能发生水解反应生成氨基酸D．该分子能与碳酸钠反应，不能与盐酸反应答案C解析该有机物分子中有3个手性碳原子，故A错误；1mol该分子最多能与4molH2反应，故B错误；头孢氨芐分子中含有肽键，在一定条件下能发生水解反应生成氨基酸，故C正确；头孢氨芐分子中含有羧基，能与碳酸钠反应，含有氨基，能与盐酸反应，故D错误。13．糖类、油脂、蛋白质是人体重要的能源物质，请根据它们的性质回答以下问题：(1)油脂在酸性和碱性条件下水解的共同产物是________(写名称)。(2)蛋白质的水解产物具有的官能团是_________________________________________(写结构简式)。(3)已知A是人体能消化的一种天然高分子，B和C分别是A在不同条件下的水解产物，它们有如下转化关系，回答下列问题。①下列说法不正确的是________(填字母)。A．1molC完全水解可生成2molBB．工业上常利用反应⑦给热水瓶胆镀银C．用A进行酿酒的过程就是A的水解反应过程D．A的水溶液可以产生丁达尔效应E．反应③属于吸热反应②请设计实验证明A通过反应①已经全部水解，写出操作方法、现象和结论：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)甘油(或丙三醇)(2)—NH2、—COOH(3)①BC②取少量淀粉水解后的溶液，向其中加入碘水，若溶液不变蓝证明淀粉已经全部水解解析(3)根据转化关系图可以推断出A为淀粉，B为葡萄糖，而C为麦芽糖，1molC完全水解可生成2molB，故A正确；工业上常利用反应⑤的原理给热水瓶胆镀银，故B错误；A的水解反应过程生成了葡萄糖，而不是乙醇，故C错误；A为淀粉，其溶液为胶体，所以可以产生丁达尔效应，故D正确；反应③属于吸热反应，故E正确。 14．(2023·青岛高二检测)2-硝基-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下表：名称相对分子质量性状熔点/℃水溶性(常温)间苯二酚110白色针状晶体110.7易溶2-硝基-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15min(如图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15min。第三步：蒸馏。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馏(水蒸气蒸馏可使待提纯的有机物在低于100℃的情况下随水蒸气一起被蒸馏出来，从而达到分离提纯的目的)，收集馏出物，得到2-硝基-1,3-苯二酚粗品。请回答下列问题：(1)图1中仪器a的名称是_______；磺化步骤中控制温度最合适的范围为______(填字母)。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(—SO3H)的作用是____________________________________________________。(3)硝化步骤中制取“混酸”的具体操作是____________________。(4)水蒸气蒸馏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__________(填字母，下同)。A．具有较低的熔点B．不溶或难溶于水，便于最后分离C．难挥发性D．在沸腾下与水不发生化学反应(5)下列说法正确的是__________。A．直形冷凝管内壁中可能会有桔红色晶体析出B．反应一段时间后，停止蒸馏，先熄灭酒精灯，再打开旋塞，最后停止通冷凝水C．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(6)蒸馏所