题型三以分离提纯为主的有机制备类实验

题型三以分离提纯为主的有机制备类实验近年来有机物质制备在各地高考试题近年来有机物质制备在各地高考试题中频繁出现，综合考查化学实验基本操作，如实验仪器的名称、试剂的添加、基本仪器的使用等。有机物质制备过程中要特别结合有机物的性质和有机反应的特点，特别要注意有机物的物理性质的应用，在减少有机物的挥发(冷凝回流)、条件控制(水浴加热、温度计的使用、加热温度等，减少副反应的发生)、有机物的收集(非气态物质的收集)、产品的分离提纯(分液、分馏等)。有机物的制备要首先掌握课本上几个演示实验和学生实验制备原理、温度控制、实验安全及产品的分离提纯；然后学会对其综合运用，注重教材实验的开发、迁移，增强实验问题的探究与创新性。根据题给信息，初步判定物质性质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、球形冷凝管等关注有机反应条件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一、熟悉有机物制备常考实验的仪器和装置仪器制备装置二、掌握三类有机物的制备系统乙酸乙酯的酯化溴苯的制备硝基苯的制备三、常见有机物的分离与提纯分离、提纯方法适用范围蒸馏适用于沸点不同的互溶液体混合物分离萃取萃取包括“液－液”萃取和“固－液”萃取“液－液”萃取是利用有机物在互不相溶的两种溶剂中的溶解性不同，用一种溶剂把溶质从另一种溶剂中提取出来的过程；“固－液”萃取是用有机溶剂从固体物质中溶解出有机物的过程分液适用于两种互不相溶的液体混合物分离。萃取之后往往需分液重结晶重结晶是将晶体用溶剂(如蒸馏水)溶解，经过滤、蒸发、冷却等步骤后再次使之析出，以得到更加纯净的晶体的纯化方法。重结晶常用于提纯固态化合物。例如，用重结晶对制备的固态粗产品进一步提纯①杂质在所选溶剂中溶解度很小(使杂质析出)或很大(使杂质留在母液中)，易于除去②被提纯的物质在所选溶剂中的溶解度受温度影响较大，升温时溶解度增大，降温时溶解度减小，冷却后易结晶析出实例分析——以“苯和液溴制取溴苯”为例有机制备实验有反应物转化率低、副反应多等特点，制得的产物中常混有杂质，根据目标产物与杂质的性质差异，可用右图方法分离提纯苯与液溴发生取代反应后，产物为棕褐色，混合物中含有目标产物溴苯、有机杂质苯、无机杂质Br2、FeBr3、HBr等，提纯溴苯可用右图方法分离提纯四、解有机物制备类实验的思维过程1．有机物易挥发，反应中通常采用冷凝回流装置，以提高原料的利用率和产物的产率。2．有机反应通常都是可逆反应，且易发生副反应，因此常使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。五、解有机物制备类实验注意问题1．温度计水银球的位置：若要控制反应温度，应插入反应液中，若要选择收集某温度下的的馏分，则应放在蒸馏烧瓶支管口附近。2．冷凝管的选择：球形冷凝管只能用于冷凝回流，直形冷凝管既能用于冷凝回流，又能用于冷凝收集馏分。3．冷凝管的进出水方向：下进上出。4．加热方式的选择：(1)酒精灯加热。酒精灯的火焰温度一般在400~500度，所以需要温度不太高的实验都可用酒精灯加热。(2)水浴加热。水浴加热的温度不超过100度。5．防暴沸：加碎瓷片，防止溶液暴沸，若开始忘加沸石，需冷却后补加。1．(2023•全国新课标卷，28)实验室由安息香制备二苯乙二酮的反应式如下：相关信息列表如下：物质性状熔点/℃沸点/℃溶解性安息香白色固体133344难溶于冷水溶于热水、乙醇、乙酸二苯乙二酮淡黄色固体95347不溶于水溶于乙醇、苯、乙酸冰乙酸无色液体17118与水、乙醇互溶装置示意图如下图所示，实验步骤为：①在圆底烧瓶中加入冰乙酸、水及·6H2O，边搅拌边加热，至固体全部溶解。②停止加热，待沸腾平息后加入安息香，加热回流。③加入水，煮沸后冷却，有黄色固体析出。④过滤，并用冷水洗涤固体3次，得到粗品。⑤粗品用的乙醇重结晶，干燥后得淡黄色结晶。回答下列问题：(1)仪器A中应加入_______(填“水”或“油”)作为热传导介质。(2)仪器B的名称是_______；冷却水应从_______(填“a”或“b”)口通入。(3)实验步骤②中，安息香必须待沸腾平息后方可加入，其主要目的是_______。(4)在本实验中，为氧化剂且过量，其还原产物为_______；某同学尝试改进本实验：采用催化量的并通入空气制备二苯乙二酮。该方案是否可行_______？简述判断理由_______。(5)本实验步骤①~③在乙酸体系中进行，乙酸除作溶剂外，另一主要作用是防止_______。(6)若粗品中混有少量未氧化的安息香，可用少量_______洗涤的方法除去(填标号)。若要得到更高纯度的产品，可用重结晶的方法进一步提纯。a．热水

b．乙酸

c．冷水

d．乙醇(7)本实验的产率最接近于_______(填标号)。a．

b．

c．

d．【答案】(1)油(2)球形冷凝管a(3)防暴沸(4)FeCl2可行空气可以将还原产物FeCl2又氧化为FeCl3，FeCl3可循环参与反应(5)抑制氯化铁水解(6)a(7)b【解析】在圆底烧瓶中加入10mL冰乙酸，5mL水，及9.0gFeCl3·6H2O，加热至固体全部溶解，停止加热，待沸腾平息后加入2.0g安息香，加热回流4560min，反应结束后加入50mL水，煮沸后冷却，析出黄色固体，即为二苯乙二酮，过滤，用冷水洗涤固体三次，得到粗品，再用75%乙醇重结晶，干燥后得到产品1.6g。(1)该实验需要加热使冰乙酸沸腾，冰乙酸的沸点超过了100℃，应选择油浴加热，所以仪器A中应加入油作为热传导介质；(2)根据仪器的结构特征可知，B为球形冷凝管，为了充分冷却，冷却水应从a口进，b口出；(3)步骤②中，若沸腾时加入安息香，会暴沸，所以需要沸腾平息后加入；(4)FeCl3为氧化剂，则铁的化合价降低，还原产物为FeCl2，若采用催化量的FeCl3并通入空气制备二苯乙二酮，空气可以将还原产物FeCl2又氧化为FeCl3，FeCl3可循环参与反应；(5)氯化铁易水解，所以步骤①～③中，乙酸除做溶剂外，另一主要作用是抑制氯化铁水解；(6)根据安息香和二苯乙二酮的溶解特征，安息香溶于热水，二苯乙二酮不溶于水，所以可以采用热水洗涤粗品除去安息香，故选a；(7)2.0g安息香(C14H12O2)的物质的量约为0.0094mol，理论上可产生二苯乙二酮(C14H10O2)的物质的量约为0.0094mol，质量约为1.98g，产率为=80.8%，最接近80%，故选b。2．(2023•辽宁省选择性考试，17)2—噻吩乙醇(M)是抗血栓药物氯吡格雷的重要中间体，其制备方法如下：Ⅰ．制钠砂。向烧瓶中加入300mL液体A和4.60金属钠，加热至钠熔化后，盖紧塞子，振荡至大量微小钠珠出现。Ⅱ．制噻吩钠。降温至10℃，加入25mL噻吩，反应至钠砂消失。Ⅲ．制噻吩乙醇钠。降温至10℃，加入稍过量的环氧乙烷的四氢呋喃溶液，反应30min。Ⅳ．水解。恢复室温，加入70mL水，搅拌；加盐酸调至4~6，继续反应2，分液；用水洗涤有机相，二次分液。Ⅴ．分离。向有机相中加入无水，静置，过滤，对滤液进行蒸馏，蒸出四氢呋喃、噻吩和液体A后，得到产品17.92。回答下列问题：(1)步骤Ⅰ中液体A可以选择_______。a．乙醇b．水c．甲苯d．液氨(2)噻吩沸点低于吡咯()的原因是_______。(3)步骤Ⅱ的化学方程式为_______。(4)步骤Ⅲ中反应放热，为防止温度过高引发副反应，加入环氧乙烷溶液的方法是_______。(5)步骤Ⅳ中用盐酸调节的目的是_______。(6)下列仪器在步骤Ⅴ中无需使用的是_______(填名称)：无水的作用为_______。(7)产品的产率为_______(用计算，精确至0.1%)。【答案】(1)c(2)中含有N原子，可以形成分子间氢键，氢键可以使熔沸点升高(3)2+2Na→2+H2↑(4)将环氧乙烷溶液沿烧杯壁缓缓加入，此过程中不断用玻璃棒进行搅拌来散热(5)将NaOH中和，使平衡正向移动，增大反应物的转化率(6)①球形冷凝管和分液漏斗②除去水(7)70.0%【解析】(1)步骤Ⅰ制钠砂过程中，液体A不能和Na反应，而乙醇、水和液氨都能和金属Na反应，故选c。(2)噻吩沸点低于吡咯()的原因是：中含有N原子，可以形成分子间氢键，氢键可以使熔沸点升高。(3)步骤Ⅱ中和Na反应生成2噻吩钠和H2，化学方程式为：2+2Na→2+H2↑。(4)步骤Ⅲ中反应放热，为防止温度过高引发副反应，加入环氧乙烷溶液的方法是：将环氧乙烷溶液沿烧杯壁缓缓加入，此过程中不断用玻璃棒进行搅拌来散热。(5)2噻吩乙醇钠水解生成噻吩乙醇的过程中有NaOH生成，用盐酸调节的目的是将NaOH中和，使平衡正向移动，增大反应物的转化率。(6)步骤Ⅴ中的操作有过滤、蒸馏，蒸馏的过程中需要直形冷凝管不能用球形冷凝管，无需使用的是球形冷凝管和分液漏斗；向有机相中加入无水的作用是：除去水。(7)步骤Ⅰ中向烧瓶中加入300mL液体A和4.60金属钠，Na的物质的量为，步骤Ⅱ中Na完全反应，根据方程式可知，理论上可以生成0.2mol2噻吩乙醇，产品的产率为=70.0%。1．(2024·浙江省普通高中拔尖强基联盟协作体高三联考)邻苯二甲酰亚胺(PIMD)是一种重要的亚胺，是Gabriel合成法制备胺的原料。某实验室模拟氨水法以邻苯二甲酸酐为原料制备PIMD。反应原理：实验装置如图：相关物质的物理性质如表：物质相对分子质量熔点/℃沸点/℃溶解性邻苯二甲酸酐148131~134284不溶于冷水，微溶于热水，稍溶于乙醇邻苯二甲酰亚胺147232~235366微溶于热水，易溶于乙醇，易溶于碱溶液实验步骤：I．向250mL三颈烧瓶中加入74.0g邻苯二甲酸酐，边搅拌边滴入50.0mL浓氨水(稍过量)，加热至80℃95℃，待固体完全溶解后停止加热。将三颈烧瓶右端口所连装置取下改为蒸馏装置，继续加热，将溶液中的水及过量的氨蒸馏回收，此时烧瓶中有白色固体析出。Ⅱ．继续升温至235℃240℃，固体熔化，反应60分钟后，停止加热。冷却至室温，热水洗涤固体、抽滤、烘干，得到粗品白色粉末72.2g。Ⅲ．向白色粉末中加入适量乙醇，加热回流使固体恰好溶解，，将滤液降温冷却，有白色晶体析出，抽滤、洗涤、烘干后得白色晶体59.2g。请回答下列问题：(1)仪器A的名称为，仪器A中盛装的试剂是。(填标号)a．碱石灰

b．五氧化二磷

c．浓硫酸(2)步骤Ⅱ所得粗品中的杂质主要为。(3)邻苯二甲酸酐的熔沸点远低于邻苯二甲酰亚胺，原因可能是。(4)步骤Ⅲ的目的是利用重结晶进一步提纯邻苯二甲酰亚胺，该步骤中划线部分应补全的操作是。选择乙醇作为提纯溶剂的主要原因是。(5)本实验中邻苯二甲酰亚胺的产率最接近于。(填标号)a．85%

b．80%

c．75%

d．70%(6)邻苯二甲酰亚胺还可以用由邻二甲苯与氨气、氧气在加热条件下催化反应一步制得，写出该反应的化学方程式：。【答案】(1)球形干燥管bc(2)苯二甲酸酐(3)两者均为分子晶体，邻苯二甲酰亚胺能形成分子间氢键，使分子间作用力增大，熔点更高(4)趁热过滤，并用乙醇洗涤沉淀减小邻苯二甲酸酐的溶解量，使分离更加完全，且乙醇易挥发，便于干燥(5)a(6)+NH3+3O2+4H2O【解析】由题给流程可知，装置甲中发生的反应为邻苯二甲酸酐与氨水在80～95℃的热水浴中发生取代反应生成邻氨甲酰苯甲酸，邻氨甲酰苯甲酸在加热条件下发生取代反应生成邻苯二甲酰亚胺，用于除去所得固体中的水分，除水所得固体经冷却，洗涤、抽滤烘干，进一步提纯得固体邻苯二甲酰亚胺。(1)由题干实验装置图可知，仪器A的名称为球形干燥管，实验中仪器A的作用为吸收尾气NH3，故其中盛装的试剂是五氧化二磷和浓硫酸；(2)由题干表格信息可知，邻苯二甲酸酐不溶于冷水，微溶于热水，稍溶于乙醇，可知步骤Ⅱ所得粗品中的杂质主要为邻苯二甲酸酐；(3)邻苯二甲酰亚胺可形成分子间氢键，使其分子间作用力增大，熔点更高；(4)由题干表格信息可知，邻苯二甲酸酐不溶于冷水，微溶于热水，稍溶于乙醇，而邻苯二甲酰亚胺微溶于热水，易溶于乙醇，易溶于碱溶液，故Ⅲ．向白色粉末中加入适量乙醇，加热回流使固体恰好溶解，趁热过滤，并用乙醇洗涤沉淀，将滤液降温冷却，有白色晶体析出，抽滤、洗涤、烘干后得白色晶体，选择乙醇作为提纯溶剂的主要原因是减小邻苯二甲酸酐的溶解量，使分离更加完全，且乙醇易挥发，便于干燥；(5)由题意可知，74.0g邻苯二甲酸酐制得59.2g邻苯二甲酰亚胺，则邻苯二甲酰亚胺的产率为×100%＝89.37%，接近85%，故选a；(6)由题意可知，邻二甲苯与氨气、空气在加热条件下催化反应生成邻苯二甲酰亚胺和水，反应的化学方程式为：+NH3+3O2+4H2O。2．(2024·四川省资阳市高三第二次诊断性考试)伊贝沙坦是一种新型的抗高血压药物，环戊酮是合成伊贝沙坦的中间体，实验室以如下图装置制备环戊酮，加热及夹持装置已省略)，其反应原理：+CO2↑+H2O↑。已知：己二酸(M=146.0/mol熔点为左右能升华并开始分解；环戊酮沸点着火点30℃。步骤如下：I．将29.2g己二酸和适量Ba(OH)2置于右图仪器a中，维持温度285~290℃，加热20分钟；II．在馏出液中加入适量的K2CO3浓溶液，振荡锥形瓶、分液除去水层；将有机层转移至干燥锥形瓶，再次加入K2CO3(s)，振荡分离出有机层；III．组装蒸馏装置，对II所得有机层进行蒸馏，收集的馏分，称量获得产品12.6g，计算产率。回答下列问题：(1)仪器a的名称为。(2)步骤I加热的最佳方式是(选填“熔融的盐浴”、“自来水水浴”或“酒精灯直接加热”)。用导管连接b并通向户外，“通向户外”的主要目的是。(3)步骤III蒸馏有机层时温度计球泡位置应在。(4)步骤II中第一次加入K2CO3的作用是减小环戊酮的溶解性及，第二次加入K2CO3的作用是。(5)环戊酮的产率为(结果保留3位有效数字)，如果步骤I温度高于(会导致产率(填“升高”、“降低”或“无影响”)。(6)微波辐射具有很高的加热效率，下图表示某研究人员探究相同时间、相同反应条件下微波功率对环戊酮产量的影响。由图可知，微波辐射的最佳功率为W。【答案】(1)蒸馏烧瓶(2)熔融的KNO3+NaNO3盐浴进行尾气处理，排出有毒的环戊酮和己二酸(3)蒸馏烧瓶的支管口处(4)除去杂质己二酸及分离出水层除去剩余杂质己二酸(5)75.0%降低(6)250【解析】本实验通过加热己二酸与Ba(OH)₂的混合物制备环戊酮，其反应温度需要维持在285~290℃，因此加热方式为熔融的KNO3+NaNO3盐浴。冷凝器可以降低馏出物的温度，将其转化为液态。H2O、CO2和少量未液化的己二酸、环戊酮会从b处排出。因为有机物环戊酮有毒，因此需要用导管将气体“通到户外”进行尾气处理。(1)仪器a为蒸馏烧瓶。(2)因为反应温度需要稳定维持在285~290℃，水浴温度低，酒精灯加热温度不稳定，因此要用熔融的KNO3+NaNO3盐浴；由已知可知，己二酸在330℃开始升华并分解，因此馏出物中混有己二酸杂质，需要除去。少量环戊酮也会从b处排出。因为环戊酮有毒，因此需要连接导管“通到户外”进行尾气处理。(3)蒸馏有机层时温度计测量的是蒸汽温度，因此温度计球泡位置应在蒸馏烧瓶的支管口处。(4)反应过程会引入己二酸、水等杂质，因此步骤II中第一次加入K2CO3是减小环戊酮的溶解性、除去混入的己二酸及分离出水，第二次加入K2CO3的作用是除去剩余的己二酸。(5)由方程式可知，己二酸与产物环戊酮物质的量之比为1：1的关系，n(己二酸)=，因此，理论上应生成0.2mol的环戊酮，对应理论质量为m=0.2mol×84g/mol=16.8g，获得产品12.6g，产率=。如果步骤I温度高于330℃，己二酸升华速度过快，生成的环戊酮得不到充分冷却会以气态形式排出体系，导致产率降低。(6)由图可知，微波辐射的功率为250W时，环戊酮产率最高，因此微波辐射的最佳功率为250W。3．(2024·云南昆明五华高三教学质量检测)3，4亚甲二氧基苯甲酸是一种用途广泛的有机合成中间体，微溶于水，实验室可用KMnO4氧化3，4亚甲二氧基苯甲醛(油状液体)制备，其反应方程式为：实验步骤如下：步骤1：向三颈烧瓶中加入一定量3，4亚甲二氧基苯甲醛和水，快速搅拌，于70~80℃滴加稍过量的酸性KMnO4溶液。缓慢开启搅拌器并加热。反应结束后，加入KOH溶液至碱性。步骤2：趁热过滤，洗涤滤饼。合并滤液和洗涤液，向其中加入盐酸至水层不再产生沉淀。步骤3：抽滤，洗涤，干燥，得3，4亚甲二氧基苯甲酸固体。回答下列问题：(1)实验装置中长玻璃导管可用代替(填仪器名称)。恒压滴液漏斗与分液漏斗相比，其优点除平衡气压，使液体顺利流下之外，还有。(2)步骤1中观察到回流液中无、时，可判断制备反应已初步完成。(3)反应结束后，需向溶液中滴加NaHSO3溶液进行处理，目的是；亦可用H2C2O4在酸性条件下处理，原理是(用离子方程式表示)。(4)步骤1中加入KOH溶液至碱性的目的是。(5)步骤2中趁热过滤除去的物质是(填化学式)。(6)步骤3中检验产品是否洗净的操作为。【答案】(1)球形冷凝管维持稳定的流速(2)无油状液滴液体不分层(3)防止后续滴入盐酸时产生有毒气体氯气5H2C2O4+2MnO4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O(4)使转化为可溶性的(5)MnO2(6)取最后一次洗涤液于试管中，先加HNO3，再加硝酸银，若无白色沉淀，则证明沉淀已洗涤干净【解析】步骤1：向反应瓶中加入3，4亚甲二氧基苯甲醛和水，快速搅拌，于70～80℃滴加KMnO4溶液，二者发生反应，反应结束后，加入KOH溶液至碱性，使转化为可溶性的；步骤2：趁热过滤，除去不溶性的MnO2，洗涤滤饼，合并滤液和洗涤液，减少资源浪费；步骤3：对合并后的溶液进行处理，向溶液中加入稀盐酸至水层不再产生沉淀为止；步骤4：抽滤，洗涤，干燥，得3，4亚甲二氧基苯甲酸固体。(1)实验装置中长玻璃导管的作用为冷凝回流，因此可以用球形冷凝管代替；恒压滴液漏斗与分液漏斗相比，其优点除平衡气压，使液体顺利流下之外，由于其配备了压力控制装置，因此还可以维持稳定的流速；(2)由于3，4亚甲二氧基苯甲醛为油状液体且与水不相溶，因此当回流液中无油状液滴或液体不分层时，可判断反应初步完成；(3)由于步骤1中滴加稍过量的酸性KMnO4溶液，因此反应后KMnO4剩余，若不将其除掉，则后续滴入盐酸时产生有毒气体氯气；亦可用H2C2O4在酸性条件下处理，原理是5H2C2O4+2MnO4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O；(4)反应结束后，加入KOH溶液至碱性，目的使转化为可溶性的；(5)步骤2中，趁热过滤除去的物质难溶性的物质为MnO2；(6)由题意可知，产品中可能混有的杂质为含氯离子的物质，因此只需取最后一次洗涤液于试管中，先加HNO3，再加硝酸银，若无白色沉淀，则证明沉淀已洗涤干净。4．对甲氧基苯丙酰胺(相对分子质量为179)为难溶于冷水的白色晶体，且是一种医药中间体，可以由苯甲醚通过两步反应合成，合成路线如图1所示已知：无水三氯化铝遇水会发生剧烈水解并放热步骤一：用如图2所示装置合成对甲氧基苯丙腈在500mL三颈烧瓶中，加入108g(1mol)苯甲醚，室温下缓慢加入70g(约0.52mol)粉末状三氯化铝，加入过程中温度不超过25℃，加完后降温至5℃，然后逐滴加入130g(约2.45mol)丙烯腈(沸点77℃)，滴加结束后再升温至90～95℃，反应2h。将反应液倒入500g冰水中，搅匀，静置分层，分出油相。减压蒸馏，收集2.67kPa下150～160℃的馏分，得到对甲氧基苯丙腈步骤二：合成对甲氧基苯丙酰胺将步骤一中合成的对甲氧基苯丙腈加入500mL三颈烧瓶中，加入300mL浓盐酸，再经过一系列操作后得到对甲氧基苯丙酰胺133.7g(1)对甲氧基苯丙腈的合成过程中宜采用的加热方式为____________________(2)图2中合成对甲氧基苯丙腈的装置有一缺陷，请提出改进方法并说明理由：_________________________(3)用恒压滴液漏斗加丙烯腈的优点有____________________(写出两条)(4)下列操作为合成对甲氧基苯丙酰胺的过程中加浓盐酸后的一系列操作，其合理顺序为________①加入活性炭回流0.5h②趁热过滤③抽滤④将滤液慢慢倒入1000g冷水中，析出晶体⑤升温至40～50℃，搅拌1h⑥洗涤、烘干(5)下列关于实验操作的说法错误的是__________A．减压蒸馏采用如图3所示装置，装置中的D为毛细管，也可以用沸石代替B．减压蒸馏过程中，可以通过控制G处的旋塞停止减压C．在对甲氧基苯丙酰胺的合成过程中，析出的晶体可以用冷水洗涤D．减压过滤不宜用于过滤颗粒太小的沉淀，因为颗粒太小的沉淀在快速过滤时易透过滤纸(6)本实验中对甲氧基苯丙酰胺的产率为________%(保留两位小数)【答案】(1)水浴加热(2)需要在球形冷凝管上方接一个球形干燥管，因为空气中的水蒸气会进入装置使三氯化铝水解(3)平衡内外压强，使液体顺利滴下；防止丙烯腈挥发(合理即可)(4)⑤①②④③⑥(5)AD(6)74.69【解析】(1)对甲氧基苯丙腈的合成温度为90～95℃，小于100℃，故宜采用的加热方式是水浴加热。(2)由已知信息可知AlCl3遇水易水解，故题图2装置中缺少干燥装置，可在球形冷凝管上方加装一个干燥装置，防止空气中的水蒸气进入题图2所示装置中。(3)恒压滴液漏斗可以平衡内外压强，便于液体顺利流下；恒压滴液漏斗上部有塞子，可防止添加物挥发；(4)加入浓盐酸后，先升温至40～50℃，搅拌1h，使反应充分进行，再加入活性炭回流0.5h，以吸附部分杂质，再趁热过滤，除去活性炭，然后将滤液慢慢倒入1000g冷水中，析出晶体，抽滤、洗涤、烘干即可得到产品。(5)减压蒸馏中的毛细管除起防暴沸作用外，还有调节装置内压强的作用，不能用沸石代替，A项错误；G处的旋塞旋转到一定程度，可使装置与大气连通，即可停止减压，B项正确；对甲氧基苯丙酰胺晶体在冷水中溶解度小，可用冷水洗涤，减少产品损失，C项正确；过滤颗粒太小的沉淀时颗粒易形成密实层，使减压过滤速率减小，D项错误；(6)由题给合成路线可知，理论上1mol苯甲醚～1mol对甲氧基苯丙腈～1mol对甲氧基苯丙酰胺，结合反应过程中其他物质均足量，加入的苯甲醚的物质的量为1mol，则理论上可得到1mol对甲氧基苯丙酰胺，即179g，则其产率为eq\f(133.7g,179g)×100%≈74.69%5．苯甲酸乙酯可用于配制香水香精和人造精油，还可以作为食用香精用于食品中。实验室可用苯甲酸与乙醇为原料制备苯甲酸乙酯，制备装置如图所示(部分装置已省略)部分物质的物理性质物质乙醇苯甲酸环己烷乙醚苯甲酸乙酯密度/(g·cm－3)0.78931.26590.77850.73181.0500熔点/℃－114.0122.16.5－116.3－34.6沸点/℃78.5249.080.034.5211.0～213.0制备方法：①在烧瓶C中加入一定量的下列物质(如表2)。按图甲所示安装好装置，加热烧瓶C。反应一段时间后，停止加热试剂及用量物质苯甲酸乙醇环己烷浓硫酸用量2.44g15.0mL10.0mL3.0mL②将烧瓶C中的反应液倒入盛有30mL水的烧杯中，加入Na2CO3，至溶液呈中性③用分液漏斗分出有机层，再用乙醚萃取水层中的残留产品，二者合并，加入图乙的烧瓶D中，加入沸石并加入无水硫酸镁，加热蒸馏，制得产品2.6mL回答下列问题：(1)仪器A的名称是________，仪器A和仪器B的自来水进水口分别为b口、d口，这种进水方式，冷却效果好，原因是_____________________________________________________(2)环己烷、乙醇与水可形成共沸物，沸点为62.1℃。烧瓶C的最佳加热方式是___________，分水器的“分水”原理是______________________________________，制备苯甲酸乙酯时，加入的环己烷的作用是____________________________________(3)Na2CO3的作用是___________________________(4)采用图乙装置进行蒸馏操作，加入无水硫酸镁的目的是___________________________，在锥形瓶中，收集________℃的馏分(5)该制备方法中苯甲酸乙酯的产率是________【答案】(1)球形冷凝管冷却水从下口进入，流速慢，可充满冷凝管，充分冷凝蒸气(2)水浴加热环己烷、乙醇与水形成共沸物冷凝回流，在分水器中分层，上层有机层从支管处流回烧瓶C，下面水层从分水器下口放出溶解苯甲酸，与乙醇、水形成共沸物，便于水的分离，有利于生成苯甲酸乙酯(3)除去H2SO4(4)干燥目标产物211.0～213.0(5)91%【解析】(1)仪器A的名称是球形冷凝管。不管冷凝管怎么安装，冷却水均需从下口进入，上口流出，水从低处往上流，流速慢，可缓缓地充满冷凝管，充分冷凝蒸气。(2)由共沸物的沸点低于100℃可知最好采用水浴加热的方式；加热过程中，环己烷、乙醇与水形成共沸物在球形冷凝管中冷凝回流到分水器中，形成有机层和水层，上层有机层从支管处流回烧瓶C，继续参与反应，打开分水器旋塞，放出下面的水层；环己烷为有机溶剂，可溶解固体苯甲酸，使苯甲酸更易参与反应，且环己烷与乙醇、水形成共沸物，便于水的分离，有利于生成苯甲酸乙酯。(3)反应结束后，催化剂浓硫酸仍然存在于混合物体系中，用Na2CO3固体可除去。(4)无水硫酸镁可除去苯甲酸乙酯中的水分；苯甲酸乙酯的沸点范围是211.0～213.0℃，蒸馏时应收集该温度范围内的馏分。(5)计算可知乙醇过量，用苯甲酸的量进行计算，苯甲酸乙酯的理论产量是eq\f(2.44,122)mol×150g·mol－1＝3.0g；实际产量是2.6mL×1.0500g·cm－3＝2.73g，则产率为eq\f(2.73g,3.0g)×100%＝91%。6．实验室以2－丁醇(CH3CHOHCH2CH3)为原料制备2氯丁烷(CH3CHClCH2CH3)，实验装置如图所示(夹持、加热装置已略去)：相关信息如表所示物质熔点/℃沸点/℃密度/(g·cm－3)其他2丁醇－114.799.50.81与水互溶2氯丁烷－131.368.20.87微溶于水，碱性水解[实验步骤]步骤1：在甲装置中的圆底烧瓶内加入无水ZnCl2和100mL12mol·L－1浓盐酸，充分溶解、冷却，再加入45.68mL2－丁醇，加热一段时间步骤2：将反应混合物移至乙装置的蒸馏烧瓶内，蒸馏并收集115℃以下的馏分步骤3：从馏分中分离出有机相，进行系列操作，放置一段时间后过滤步骤4：滤液经进一步精制得产品回答下列问题：(1)Ⅰ中应放的仪器是________(填“A”或“B”，下同)，Ⅱ中应放的仪器是________(2)步骤1中加入的无水ZnCl2的作用是____________________________________(3)步骤3进行系列操作的顺序是________(填标号，可重复使用)①10%Na2CO3溶液洗涤②加入CaCl2固体③蒸馏水洗涤用Na2CO3溶液洗涤时操作要迅速，其原因是____________________________________(4)步骤4进一步精制得产品所采用的操作方法是________(填名称)(5)测定实验中生成2氯丁烷的产率。将全部产品加入足量NaOH溶液中，加热，冷却后，滴入硝酸溶液至溶液呈酸性，再滴入足量的硝酸银溶液，得到57.40g沉淀，则2氯丁烷的产率是________【答案】(1)AB(2)作催化剂(3)③①③②防止2氯丁烷水解，减少2氯丁烷挥发(4)蒸馏(5)80%【解析】(1)A为球形冷凝管，一般竖直放置，用于冷凝回流，不能斜放用于冷凝馏分；B为直形冷凝管，倾斜放置，用于冷凝馏分。(2)甲装置中圆底烧瓶中反应是CH3CHOHCH2CH3＋HCl→CH3CHClCH2CH3＋H2O，步骤1中加入的无水ZnCl2不作反应物，故其作催化剂，加快化学反应速率。(3)步骤3进行系列操作的顺序是用蒸馏水洗去产品中含有的HCl、ZnCl2→用10%Na2CO3溶液洗去少量的HCl→用蒸馏水洗去少量的Na2CO3→用CaCl2固体干燥产品，放置一段时间后过滤；因为2氯丁烷在碱性溶液中水解，为了防止2氯丁烷水解，同时减少2氯丁烷(沸点较低)挥发，故用Na2CO3溶液洗涤时操作要迅速。(4)蒸馏可分离互溶的、有一定沸点差的液体混合物，故步骤4进一步精制得产品所采用的操作方法是蒸馏。(5)45.68mL2丁醇的物质的量为eq\f(45.68mL×0.81g·cm－3,74g·mol－1)≈0.50mol，则理论上可得到0.50mol2­氯丁烷；由2氯丁烷在测定实验中的反应可得关系CH3CHClCH2CH3～NaCl～AgCl，n(AgCl)＝n(CH3CHClCH2CH3)＝eq\f(57.40g,143.5g·mol－1)＝0.40mol，则2氯丁烷的产率是eq\f(0.40mol,0.50mol)×100%＝80%。7．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：名称相对分子质量熔点/℃沸点/℃密度/(g·mL－1)溶解性甲苯92－95110.60.867不溶于水，易溶于乙醇苯甲酸122122.4(100℃左右开始升华)248——微溶于冷水，易溶于乙醇、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)高锰酸钾，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25.00mL溶液，用0.010mol·L－1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________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】(1)B(2)球形无油珠说明不溶于水的甲苯已经被完全氧化(3)除去过量的高锰酸钾，避免在用盐酸酸化时，产生氯气2MnOeq\o\al(－,4)＋5H2C2O4＋6H＋=2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O(4)MnO2(5)苯甲酸升华而损失(6)86.0%C(7)重结晶【解析】(1)该反应需要向三颈烧瓶中加入1.5mL甲苯、100mL水和4.8g高锰酸钾，所以三颈烧瓶的最适宜规格为250mL。(2)反应中应选用球形冷凝管，球形冷凝管散热面积大，冷凝效果好；回流液中不再出现油珠，说明不溶于水的甲苯(油状液体)已经被KMnO4完全氧化。(3)加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液的目的：NaHSO3与KMnO4(H＋)发生氧化还原反应除去过量的KMnO4(H＋)，防止用盐酸酸化时，KMnO4把盐酸中的Cl－氧化为Cl2；该过程也可用草酸在酸性条件下与KMnO4(H＋)反应除去KMnO4，反应的离子方程式为2MnOeq\o\al(－,4)＋5H2C2O4＋6H＋=2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O。(4)用少量热水洗涤滤渣的目的是使生成的尽可能溶于水，故滤渣的主要成分是KMnO4在中性条件下的还原产物MnO2。(5)苯甲酸在100℃左右开始升华，干燥苯甲酸晶体时，若温度过高，苯甲酸易升华而损失。(6)根据反应O可知，n(KOH)＝0.01000mol·L－1×21.50×10－3L×4，m＝0.01000mol·L－1×21.50×10－3L×4×122g·mol－1＝0.10492g，制备的苯甲酸的纯度为eq\f(0.10492g,0.122g)×100%＝86.0%。在理论上，1mol甲苯反应后生成1mol苯甲酸，则：1.5mL×0.867g·mL－1m苯甲酸的理论产量m≈1.72g，苯甲酸的产率为eq\f(1.0g×86.0%,1.72g)×100%＝50%。(7)根据苯甲酸的水溶性可知，若要得到纯度更高的苯甲酸，需要利用重结晶的方法进行提纯。8．羟基乙酸钠易溶于热水，微溶于冷水，不溶于醇、醚等有机溶剂。制备少量羟基乙酸钠的反应为ClCH2COOH＋2NaOHHOCH2COONa＋NaCl＋H2OΔH＜0实验步骤如下：步骤1：在如图所示装置的反应瓶中，加入40g氯乙酸、50mL水，搅拌。逐步加入40%NaOH溶液，在95℃继续搅拌反应2小时，反应过程中控制pH约为9步骤2：蒸出部分水至液面有薄膜，加少量热水，趁热过滤。滤液冷却至15℃，过滤得粗产品步骤3：粗产品溶解于适量热水中，加活性炭脱色，分离掉活性炭步骤4：将去除活性炭后的溶液加到适量乙醇中，冷却至15℃以下，结晶、过滤、干燥，得羟基乙酸钠(1)步骤1中，如图所示的装置中仪器A的名称是________；逐步加入NaOH溶液的目的是______________(2)步骤2中，蒸馏烧瓶中加入沸石或碎瓷片的目的是________(3)步骤3中，粗产品溶解于过量水会导致产率________(填“增大”或“减小”)；去除活性炭的操作名称是________(4)步骤4中，将去除活性炭后的溶液加到适量乙醇中的目的是___________________________【答案】(1)(回流)冷凝管防止升温太快、控制反应体系pH(2)防止暴沸(3)减小趁热过滤(4)提高羟基乙酸钠的析出量(产率)【解析】(1)仪器A是(回流)冷凝管，起冷凝回流的作用。题述制备反应是放热反应，逐步加入NaOH溶液，可以防止升温太快；反应过程中需控制pH约为9，逐步加入NaOH溶液还可以控制反应体系的pH，防止体系的碱性太强。(2)蒸馏时向蒸馏烧瓶中加入沸石或碎瓷片可以防止液体暴沸，保证实验安全。(3)步骤3中，若将粗产品溶解于过量水中，则在步骤4中溶于水的产品增多，析出的晶体会减少，从而导致产率减小。羟基乙酸钠易溶于热水，活性炭不溶于水，为防止羟基乙酸钠从溶液中析出，分离出活性炭时应趁热过滤。(4)因为羟基乙酸钠微溶于冷水，不溶于醇、醚等有机溶剂，所以将去除活性炭后的溶液加到适量的乙醇中，可以使羟基乙酸钠充分析出，提高羟基乙酸钠的析出量(产率)。9．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：水杨酸醋酸酐乙酰水杨酸熔点/℃157～159－72～－74135～138相对密度/(g·cm－3)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及醋酸酐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(填字母)A．热水浴B．酒精灯C．煤气灯D．电炉(2)①中需使用冷水，目的是________________________________________________(3)②中饱和碳酸氢钠的作用是___________________________，以便过滤除去难溶杂质(4)④采用的纯化方法为________(5)本实验的产率是________%【答案】(1)A(2)充分析出乙酰水杨酸固体(结晶)(3)生成可溶的乙酰水杨酸钠(4)重结晶(5)60【解析】(1)该反应的温度应控制在70℃左右，所以应采用热水浴加热，故选A。(2)操作①中使用冷水的目的是降低乙酰水杨酸的溶解度，使其充分结晶析出。(3)②中饱和NaHCO3的作用是与乙酰水杨酸反应生成乙酰水杨酸钠，乙酰水杨酸钠能溶于水，以便过滤除去其他难溶性杂质。(4)可利用重结晶的方法来纯化得到乙酰水杨酸晶体。(5)设生成乙酰水杨酸的质量为x。1381806.9gxx＝eq\f(6.9g×180,138)＝9.0g，乙酰水杨酸的产率为eq\f(5.4g,9.0g)×100%＝60%。10．丙炔酸甲酯(CH≡C－COOCH3)是一种重要的有机化工原料，沸点为103～－CH≡C－COOCH3＋H2O实验步骤如下：步骤1：在反应瓶中，加入14g丙炔酸、50mL甲醇和2mL浓硫酸，搅拌，加热回流一段时间步骤2：蒸出过量的甲醇(装置如图)步骤3：反应液冷却后，依次用饱和NaCl溶液、5%Na2CO3溶液、水洗涤。分离出有机相步骤4：有机相经无水Na2SO4干燥、过滤、蒸馏，得丙炔酸甲酯(1)步骤1中，加入过量甲醇的目的是____________________________________________(2)步骤2中，如图所示的装置中仪器A的名称是_____________；蒸馏烧瓶中加入碎瓷片的目的是__________(3)步骤3中，用5%Na2CO3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，蒸馏时不能用水浴加热的原因是________________【答案】(1)作为溶剂、提高丙炔酸的转化率(2)(直形)冷凝管防止暴沸(3)丙炔酸分液(4)丙炔酸甲酯的沸点比水的高【解析】(1)甲醇可作为溶剂，同时增加一种反应物的用量，可提高另一种反应物的转化率。(2)蒸馏时用到的仪器A为直形冷凝管，蒸馏烧瓶中加入碎瓷片的目的是防止暴沸。(3)Na2CO3可以与丙炔酸反应。丙炔酸甲酯在Na2CO3溶液中的溶解度较小，故可以用分液法分离有机相和无机相。(4)丙炔酸甲酯的沸点比水高，若用水浴加热，则不能将丙炔酸甲酯蒸出来。11．实验室以苯甲醛为原料制备间溴苯甲醛(实验装置如图所示，相关物质的物理性质见下表)。相对分子质量密度/(g·cm－3)沸点/℃溴1603.11958.8苯甲醛1061.041791，2­二氯乙烷991.235183.5间溴苯甲醛1851.587229其实验步骤为步骤1：将三颈瓶中的一定配比的无水AlCl3、1，2­二氯乙烷和苯甲醛(5.3g)充分混合后，升温至60℃，缓慢滴加经浓硫酸干燥过的液溴，保温反应一段时间，冷却。步骤2：将反应混合物缓慢加入一定量的稀盐酸中，搅拌、静置、分液。有机相用10%NaHCO3溶液洗涤。步骤3：经洗涤的有机相加入适量无水硫酸钙固体，放置一段时间后过滤。步骤4：为了防止间溴苯甲醛因温度过高被氧化，把步骤3处理得到的间溴苯甲醛加入少量锌粉，同时采用某种技术，收集相应馏分，其中收集到间溴苯甲醛为3.7g。(1)实验装置中采用的加热方式为________，冷凝管的作用为________，锥形瓶中的试剂应为________。(2)步骤1所加入的无水AlCl3的作用为________。(3)步骤2中用10%NaHCO3溶液洗涤有机相，是为了除去溶于有机相的__________________(填化学式)。(4)步骤3中加入的无水硫酸钙固体的目的是__________________________________。(5)步骤4中，某种技术为__________________________________________________。(6)本实验所得到的间溴苯甲醛产率是_______________________________________。【答案】(1)水浴加热导气、冷凝回流NaOH溶液(2)催化剂(3)Br2、HCl(4)除去有机相的水(或干燥或除水)(5)减压蒸馏(6)40.0%【解析】(1)由于温度低于100℃，因此为便于控制温度，应该采用水浴加热；因溴易挥发，为使溴充分反应，应进行冷凝回流，以增大产率，因此冷凝管的作用为导气、冷凝回流；反应发生取代反应，生成间溴苯甲醛的同时生成HBr，用NaOH溶液吸收，防止污染空气；(2)将三颈瓶中的一定配比的无水AlCl3、1，2­二氯乙烷和苯甲醛充分混合，三种物质中无水AlCl3为催化剂，1，2­二氯乙烷为溶剂，苯甲醛为反应物；(3)将反应混合物含有溴，缓慢加入一定量的稀盐酸中，加入碳酸氢钠，可与Br2、HCl反应，因此是为了除去溶于有机相的Br2、HCl(盐酸)；(4)经洗涤的有机相含有水，加入适量无水硫酸钙固体，可起到除去有机相中水的作用；(5)减压蒸馏，可降低沸点，避免温度过高，导致间溴苯甲醛被氧化，因此该技术是减压蒸馏；(6)5.3g苯甲醛理论上可生成产品的质量是eq\f(5.3,106)×185g＝9.25g，所以产率是eq\f(3.7g,9.25g)×100%＝40.0%。12．实验室制备硝基苯的反应原理和实验装置如下：反应中存在的主要副反应有：在温度稍高的情况下会生成间二硝基苯。有关数据如下表：物质熔点/℃沸点/℃密度/(g·cm－3)溶解性苯5.5800.88微溶于水硝基苯5.7210.91.205难溶于水间二硝基苯893011.57微溶于水浓硝酸831.4易溶于水浓硫酸3381.84易溶于水实验步骤如下：①取100mL烧杯，用20mL浓硫酸与18mL浓硝酸配制混合酸，将混合酸小心加入B中；②把18mL(15.84g)苯加入A中；③在室温下，向苯中逐滴加入混合酸，边滴边搅拌，混合均匀。在50～60℃下发生反应，直至反应结束；④将反应液冷却至室温后倒入分液漏斗中，依次用少量水、5%NaOH溶液、水洗涤并分液；⑤分出的产物加入无水CaCl2颗粒，静置片刻，然后倒入蒸馏烧瓶，弃去CaCl2，进行蒸馏纯化，收集205～210℃馏分，得到纯硝基苯18g。回答下列问题：(1)图中装置C的作用是___________________________________________。(2)配制混合酸时，能否将浓硝酸加入到浓硫酸中，说明理由：___________________________________。(3)为了使反应在50～60℃下进行，常用的方法是____________________。反应结束并冷却至室温后A中液体就是粗硝基苯，粗硝基苯呈黄色的原因是______________________________________。(4)在洗涤操作中，第二次水洗的目的是________________________________________________。(5)在蒸馏纯化过程中，因硝基苯的沸点高于140℃，应选用空气冷凝管，不选用水直形冷凝管的原因是___________________________________________。(6)本实验所得到的硝基苯产率是_________________________________________。【答案】(1)冷凝回流(2)不能，易暴沸飞溅(3)水浴加热溶有浓硝酸分解产生的NO2(或硝酸)等杂质(4)洗去残留的NaOH及生成的钠盐(5)硝基苯沸点高用空气冷凝与水冷凝相比效果几乎无差异；通水冷却时温差过大易炸裂冷凝管(6)72.06%【解析】(1)由仪器的结构特征分析，装置C为冷凝管，其作用为冷凝回流。(2)浓硝酸与浓硫酸混合会放出大量的热，若将浓硝酸加入到浓硫酸中，硝酸的密度小于浓硫酸，会导致液体迸溅。(3)因为反应在50～60℃下进行，低于水的沸点，可以利用水浴加热。反应后硝基苯中溶有浓硝酸分解产生的NO2(或硝酸)等杂质，使硝基苯显黄色。(4)先用水洗除去浓硫酸和硝酸，再用NaOH除去溶解的少量的酸，最后水洗除去未反应的NaOH以及生成的盐。(5)硝基苯沸点高用空气冷凝与水冷凝相比效果几乎无差异，且冷凝管通水冷却时导致温度差过大可能发生炸裂，所以选用空气冷凝。(6)苯完全反应生成硝基苯的理论产量为15.84×eq\f(123,78)g，所以硝基苯的产率为eq\f(18g,15.84×\f(123,78)g)×100%≈72.06%。13．三苯甲醇()是一种重要的化工原料和医药中间体，实验室合成三苯甲醇的流程如图甲所示，装置如图乙所示。已知：①格氏试剂容易水解：＋H2O→＋Mg(OH)Br(碱式溴化镁)②相关物质的物理性质如下：物质熔点/℃沸点/℃溶解性三苯甲醇164.2380不溶于水，溶于乙醇、乙醚等有机溶剂乙醚－116.334.6微溶于水，溶于乙醇、苯等有机溶剂溴苯－30.7156.2不溶于水，溶于乙醇、乙醚等多数有机溶剂苯甲酸乙酯－34.6212.6不溶于水Mg(OH)Br常温下为固体能溶于水，不溶于醇、醚等有机溶剂③三苯甲醇的相对分子质量是260，纯净固体有机物一般都有固定熔点。请回答以下问题：(1)图乙中玻璃仪器B的名称为_____________；装有无水CaCl2的仪器A的作用是______________。(2)图乙中滴加液体未用普通分液漏斗而用滴液漏斗的作用是____________________；制取格氏试剂时要保持微沸，可以采用________加热方式。(3)制得的三苯甲醇粗产品中，含有乙醚、溴苯、苯甲酸乙酯等有机物和碱式溴化镁等杂质，可以设计如下提纯方案，请填写如下空白：eq\x(粗产品)eq\o(→,\s\up7(①操作Ⅰ))eq\o(→,\s\up7(②溶解、过滤))eq\o(→,\s\up7(③洗涤、干燥))eq\x(三苯甲醇)其中，操作Ⅰ为________；洗涤液最好选用__________(填字母)；A．水B．乙醚C．乙醇D．苯检验产品已经洗涤干净的操作为___________________________________________。(4)纯度测定：称取2.60g产品，配成乙醚溶液，加入足量金属钠(乙醚与钠不反应)，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)球形冷凝管防止空气中的水蒸气进入装置，使格氏试剂水解(2)平衡压强，便于漏斗内试剂顺利滴下水浴(3)蒸馏(或分馏)A取少量最后一次洗涤液于试管中，滴加硝酸银溶液，若无沉淀生成，则已洗涤干净(4)90%【解析】(1)图乙中玻璃仪器B的名称是球形冷凝管，A的作用是防止空气中的水蒸气进入装置，使格氏试剂水解。(2)使用滴液漏斗可让上下气体压强相同，保证液体顺利滴下。(3)三苯甲醇粗产品中含有乙醚、溴苯、苯甲酸乙酯等有机物，三苯甲醇的沸点最高，所以先用蒸馏的方法除去有机杂质，碱式溴化镁溶于水不溶于有机溶剂，所以洗涤液选用水；检查洗涤是否干净的一般步骤是：取少量最后一次洗涤液于试管中，滴加硝酸银溶液，若无沉淀生成，则已洗涤干净，反之，则未洗涤干净。(4)由2—OH～H2，可计算出三苯甲醇的物质的量是eq\f(0.1008L,22.4L·mol－1)×2＝0.009mol，所以产品中三苯甲醇的质量是0.009mol×260g·mol－1＝2.34g，则产品中三苯甲醇的质量分数为eq\f(2.34g,2.60g)×100%＝90%。14．丙烯酸甲酯是一种重要的工业原料，某实验小组制取丙烯酸甲酯的装置如图所示：CH2CHCOOH＋HOCH3eq\o(,\s\up7(浓硫酸),\s\do5(△))CH2CHCOOCH3＋H2O①取10.0g丙烯酸和6.0g甲醇放置于三颈烧瓶中，连接好冷凝管，用搅拌棒搅拌，水浴加热。②充分反应后，冷却，向混合液中加入5%Na2CO3溶液洗至中性。③分液，取上层油状液体，再用无水Na2SO4干燥后蒸馏，收集70～90℃馏分。可能用到的信息：沸点溶解性毒性丙烯酸141℃与水互溶，易溶于有机溶剂有毒甲醇65℃与水互溶，易溶于有机溶剂易挥发，有毒丙烯酸甲酯80.5℃难溶于水，易溶于有机溶剂易挥发回答下列问题：(1)仪器c的名称是____________________。(2)混合液用5%Na2CO3溶液洗涤的目的是_______________________________________________。(3)请写出配制100g5%Na2CO3溶液所使用的玻璃仪器_________________________。(4)关于产品的蒸馏操作(夹持装置未画出)，下图中有2处错误，请分别写出__________________________________________________________________________________________。(5)为检验产率，设计如下实验：①将油状物质提纯后平均分成5份，取出1份置于锥形瓶中，加入2.5mol·L－1的KOH溶液10.00mL，加热使之完全水解。②用酚酞作指示剂，向冷却后的溶液中滴加0.5mol·L－1的HCl溶液，中和过量的KOH，滴到终点时共消耗盐酸20.00mL。计算本次酯化反应丙烯酸的转化率__________。【答案】(1)分液漏斗(2)除去混合液中的丙烯酸和甲醇(降低丙烯酸甲酯的溶解度)(3)烧杯、玻璃棒、量筒、胶头滴管(4)温度计水银球位置、尾接管与锥形瓶接口密封(5)54.0%【解析】(2)用5%Na2CO3溶液洗涤混合液是为了除去混合液中的丙烯酸和甲醇，以便蒸馏时得到较纯的丙烯酸甲酯。(3)配制100g5%Na2CO3溶液时，将称量的5.0gNa2CO3固体加入烧杯中，用量筒量取95mL的水倒入烧杯中，用玻璃棒搅拌溶解得到所配溶液，因此所需玻璃仪器有烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管。(4)蒸馏时，温度计是用来测被冷凝蒸汽温度的，故温度计水银球位置错了；尾接管与锥形瓶接口应与大气相通。(5)丙烯酸甲酯水解消耗的KOH的物质的量为2.5mol·L－1×10.00mL×10－3L·mL－1－0.5mol·L－1×20.00mL×10－3L·mL－1＝0.015mol。酯化反应转化的丙烯酸的物质的量＝生成的丙烯酸甲酯物质的量＝丙烯酸甲酯水解消耗的KOH的物质的量，酯化反应丙烯酸的转化率为eq\f(0.015mol×72g·mol－1,10.0g×\f(1,5))×100%＝54.0%。15．M是一种常见的工业原料，实验室制备M的化学方程式、装置示意图及有关数据如下：对甲苯乙酮苯甲醛M苯甲酸熔点/℃28－2675沸点/℃225179249水中溶解性不溶微溶较小微溶乙醇中溶解性易溶混溶较小溶实验步骤如下：往100mL三颈烧瓶中依次加入1.3g氢氧化钠、12mL水、7.5mL95%乙醇、3.4mL对甲苯乙酮、2.6mL苯甲醛，控制反应温度在25～30℃，搅拌2.5～3h。反应结束后，改用冰水浴冷却三颈烧瓶，继续搅拌至有大量固体析出。抽滤，先用冰冷的水洗涤，然后用少量冰冷的95%乙醇洗涤。抽滤，压干，得粗产物。请回答下列问题：(1)苯甲醛存放过程中会部分被氧化成苯甲酸，提纯苯甲醛的方法是____________。(2)A装置中球形冷凝管的作用是__________，冷却水从________口流出。(3)用冰水浴冷却反应后的三颈烧瓶，析出大量固体的原因是_______________________________________。(4)抽滤过程中使用抽气泵抽真空前，关闭活塞______，抽滤结束打开活塞________恢复体系压强。(5)用水洗涤晶体的主要目的是_______________________________________________。(6)用95%乙醇洗涤晶体是为了除去__________________________________________。洗涤晶体的操作方法是_______________________________________________________。【答案】(1)蒸馏(或其他合理答案)(2)冷凝回流b(3)M的溶解度随温度的降低而减小(4)cc(5)除去氢氧化钠(6)对甲苯乙酮、苯甲醛往漏斗中添加乙醇至浸没晶体为止，抽滤，重复以上操作2至3次【解析】(1)根据表中数据可知，苯甲醛的沸点为179℃，苯甲酸的沸点为249℃，两者沸点相差较大，可用蒸馏法分离提纯。(2)球形冷凝管的作用是冷凝回流，冷却水从b口流出。(3)结合题意可知，用冰水浴冷却反应后的三颈烧瓶，析出的大量固体为M，说明M的溶解度随温度的降低而减小。(4)抽真空要关闭活塞c，抽滤结束后打开活塞c，空气进入装置恢复体系压强。(5)结合实验步骤中加入的药品知，水洗主要是为了除去氢氧化钠。(6)由表中各物质在乙醇中的溶解性可知，用95%乙醇洗涤，是为了除去对甲苯乙酮、苯甲醛。洗涤晶体的操作方法：往漏斗中添加乙醇至浸没晶体为止，抽滤，重复以上操作2至3次。16．常温下对甲基苯甲醚为无色液体，实验室制备对甲基苯甲醚的反应原理为，反应装置(夹持及加热装置已略)如图所示，部分物质的相关性质如表所示物质甲醇对甲基苯酚对甲基苯甲醚沸点/℃64.7202174密度/(g·cm－3)0.791.020.969水溶性易溶难溶不溶产物制备：先在甲装置的圆底烧瓶中加入几粒碎瓷片，再依次加入10.8g对甲基苯酚、10mL甲醇，最后加入2mL浓硫酸，控制反应温度为60℃进行反应。产物提纯：①将反应混合液冷却后加入足量饱和碳酸钠溶液，充分反应后转移至分液漏斗中，静置分液；②将有机层转移至乙装置的蒸馏烧瓶中，加热，控制温度为100℃进行蒸馏，待蒸馏结束后，向蒸馏烧瓶内剩余液体中加入足量无水氯化钙，然后趁热过滤，并将所得液体再次进行蒸馏，收集174℃时的馏分，蒸馏结束后，称量第二次蒸馏所得馏分为7.32g回答下列问题：(1)仪器A的名称为________。(2)向甲装置的圆底烧瓶中加入碎瓷片的目的是_______________；制备实验中采用的加热方式是____________，其优点是________________________。(3)产物提纯时，向反应混合液中加入足量饱和碳酸钠溶液的主要目的是_____________；产物提纯时，先控制温度为100℃进行蒸馏的目的是_________________________。(4)加入足量无水氯化钙的目的是______________________________________。(5)对甲基苯甲醚的产率为________%。【答案】(1)球形冷凝管(2)防暴沸水浴加热使反应液受热均匀(3)除去反应混合液中的硫酸蒸出反应混合物中的甲醇和大部分水(4)除去混合液中少量的水(或干燥有机相)(5)60【解析】(1)甲装置为制备装置，原料甲醇沸点较低，易挥发，需冷凝回流，冷凝回流用球形冷凝管。(2)向甲装置中加入碎瓷片或沸石的目的是防暴沸；制备时的反应温度为60℃，应采用水浴加热的方式，其优点是使反应液受热均匀，(3)首先向反应混合液中加入足量饱和碳酸钠溶液，与反应混合液中的硫酸充分反应，然后通过分液除去硫酸、水、甲醇，剩余的有机层中还含有杂质水、甲醇，将有机层转移至乙装置中进行蒸馏，根据题表沸点数据，先控制温度