十年(2014-2023)高考化学真题分项汇编(全国)专题89 有机物制备综合实验(解析卷)_第1页
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专题89有机物制备综合实验专题89有机物制备综合实验1.【2023年全国新课标卷】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,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。(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45-60min,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,据此解答。(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,故答案为:油;(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,故答案为:球形冷凝管;a;(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,故答案为:防暴沸;(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,故答案为: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)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,故答案为:a;(7)由于安息香(C14H12O2)与二苯乙二酮(C14H10O2)的相对分子质量相差不大,因此二苯乙二酮的理论产量与安息香近似相等约为2.0g。则产率约为=80%,故答案为:b。2.【2023年辽宁卷】2—噻吩乙醇()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。向烧瓶中加入液体A和金属钠,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,加入噻吩,反应至钠砂消失。Ⅲ.制噻吩乙醇钠。降温至,加入稍过量的环氧乙烷的四氢呋喃溶液,反应。Ⅳ.水解。恢复室温,加入水,搅拌;加盐酸调至4~6,继续反应,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。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+2Na2+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)球形冷凝管和分液漏斗除去水(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+2Na2+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中向烧瓶中加入液体A和金属钠,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%。3.【2022年重庆卷】研究小组以无水甲苯为溶剂,PCl5(易水解)和NaN3为反应物制备米球状红磷。该红磷可提高钠离子电池的性能。(1)甲苯干燥和收集的回流装置如图1所示(夹持及加热装置略)。以二苯甲酮为指示剂,无水时体系呈蓝色。①存贮时,Na应保存在_____中。②冷凝水的进口是______(填“a”或“b”)。③用Na干燥甲苯的原理是_____(用化学方程式表示)。④回流过程中,除水时打开的活塞是_____;体系变蓝后,改变开关状态收集甲苯。(2)纳米球状红磷的制备装置如图2所示(搅拌和加热装置略)。①在Ar气保护下,反应物在A装置中混匀后转入B装置,于280℃加热12小时,反应物完全反应。其化学反应方程式为_____。用Ar气赶走空气的目的是_____。②经冷却、离心分离和洗涤得到产品,洗涤时先后使用乙醇和水,依次洗去的物质是_____和_____。③所得纳米球状红磷的平均半径R与B装置中气体产物的压强p的关系如图3所示。欲控制合成R=125nm的红磷,气体产物的压强为_____kPa,需NaN3的物质的量为______mol(保留3位小数)。已知:p=a×n,其中a=2.5×105kPa•mol-1,n为气体产物的物质的量。【答案】(1)

煤油

b

K2、K3(2)

防止PCl5遇空气中的水蒸气而发生水解

甲苯

NaCl

104

0.027【解析】本实验要用无水甲苯作溶剂,故需要先制备无水甲苯,图1装置中Na与水反应除去水,生成的H2从K2排出,待水反应完后,打开K1收集无水甲苯;图2中将甲苯和NaN3加入三颈瓶中,然后通入Ar排出装置中的空气,再滴入PCl5和甲苯,混合均匀后,转移到反应釜中制备纳米球状红磷。(1)①钠在空气中容易反应,故应保存在煤油中;②为了充分冷凝,冷凝水应从下口进上口出,故冷凝水的进口是b;③Na与水反应可除去水,故用钠干燥甲苯的原理是;④回流过程中,打开活塞K2、K3,使生成的气体排出装置。(2)①根据题意可知,反应物为PCl5和NaN3,产物为P,根据化合价的变化规律可知化学方程式为;由于PCl5易水解,故用Ar赶走空气的目的是防止PCl5遇空气中的水蒸气而发生水解。②根据反应可知,得到的产物上沾有甲苯和NaCl,用乙醇洗去甲苯,用水洗去NaCl。③R=125nm时可换算出横坐标为8,此时纵坐标对应的值为10,故气体产物的压强为104kPa;已知p=a×n,其中a=2.5×105kPa•mol-1,,根据反应可知,n(NaN3)=N2=×0.04mol=0.027mol。4.【2022年1月浙江卷】某兴趣小组用四水醋酸锰[(CH3COO)2Mn·4H2O]和乙酰氯(CH3COCl)为原料制备无水二氯化锰,按如图流程开展了实验(夹持仪器已省略):已知:①无水二氯化锰极易吸水潮解,易溶于水、乙醇和醋酸,不溶于苯。②制备无水二氯化锰的主要反应:(CH3COO)2Mn+CH3COClMnCl2↓+2(CH3COO)2O。③乙酰氯遇水发生反应:CH3COCl+H2O→CH3COOH+HCl。请回答:(1)步骤Ⅰ:所获固体主要成分是_________(用化学式表示)。(2)步骤Ⅰ在室温下反应,步骤Ⅱ在加热回流下反应,目的分别是________。(3)步骤Ⅲ:下列操作中正确的是_________。A.用蒸馏水润湿滤纸,微开水龙头,抽气使滤纸紧贴在漏斗瓷板上B.用倾析法转移溶液,开大水龙头,待溶液快流尽时再转移沉淀C.用乙醇作为洗涤剂,在洗涤沉淀时,应开大水龙头,使洗涤剂快速通过沉淀物D.洗涤结束后,将固体迅速转移至圆底烧瓶进行后续操作(4)步骤Ⅳ:①将装有粗产品的圆底烧瓶接到纯化装置(图2)上,打开安全瓶上旋塞,打开抽气泵,关闭安全瓶上旋塞,开启加热器,进行纯化。请给出纯化完成后的操作排序:________。纯化完成→(_____)→(_____)→(_____)→(_____)→将产品转至干燥器中保存A.拔出圆底烧瓶的瓶塞B.关闭抽气泵C.关闭加热器,待烧瓶冷却至室温D.打开安全瓶上旋塞②图2装置中U形管内NaOH固体的作用是________。(5)用滴定分析法确定产品纯度。甲同学通过测定产品中锰元素的含量确定纯度;乙同学通过测定产品中氯元素的含量确定纯度。合理的是_________(填“甲”或“乙”)同学的方法。【答案】(1)(CH3COO)2Mn(2)步骤Ⅰ脱去四水醋酸锰的结晶水并防止生成MnCl2;步骤Ⅱ加热回流促进反应生成MnCl2(3)ABD(4)

cdba

防止可能产生的酸性气体进入抽气泵;防止外部水气进入样品(5)乙【解析】(1)根据制备无水二氯化锰的主要反应:(CH3COO)2Mn+CH3COClMnCl2↓+2(CH3COO)2O以及乙酰氯遇水发生反应:CH3COCl+H2O→CH3COOH+HCl可判断步骤Ⅰ中利用CH3COCl吸水,因此所获固体主要成分是(CH3COO)2Mn。(2)由于步骤Ⅰ脱去四水醋酸锰的结晶水并防止生成MnCl2,因此步骤Ⅰ在室温下反应;而步骤Ⅱ加热回流促进反应生成MnCl2,所以步骤Ⅱ需要在加热回流下反应。(3)A.滤纸略小于布氏漏斗,但要把所有的孔都覆盖,并用蒸馏水润湿滤纸,微开水龙头,抽气使滤纸紧贴在漏斗瓷板上,故A正确;B.用倾析法转移溶液,开大水龙头,待溶液快流尽时再转移沉淀,故B正确;C.用抽滤洗涤沉淀时,抽滤速率不能过快,故C错误;D.由于无水二氯化锰极易吸水潮解,洗涤结束后,将固体迅速转移至圆底烧瓶进行后续操作,故D正确;故答案为ABD;(4)①纯化完成后首先关闭加热器,待烧瓶冷却至室温,然后打开安全瓶上旋塞,关闭抽气泵,最后拔出圆底烧瓶的瓶塞,将产品转至干燥器中保存,故答案为cdba;②由于可能混有酸性气体且无水二氯化锰极易吸水潮解,因此图2装置中U形管内NaOH固体的作用是防止可能产生的酸性气体进入抽气泵,同时防止外部水气进入样品。(5)由于无水二氯化锰极易吸水潮解,且锰离子水解,所以应该通过测定产品中氯元素的含量确定纯度,所以合理的是乙同学的方法。5.(2020年新课标Ⅱ)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:+KMnO4→+MnO2+HCl→+KCl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0.01000mol·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______(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】(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2+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】甲苯用高锰酸钾氧化时生成苯甲酸钾和二氧化锰,为增加冷凝效果,在反应装置中选用球形冷凝管,加热回流,当回流液中不再出现油珠时,说明反应已经完成,加入适量的饱和亚硫酸氢钠溶液除去过量的高锰酸钾,用盐酸酸化得苯甲酸,过滤、干燥、洗涤得粗产品;用KOH溶液滴定,测定粗产品的纯度。(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高锰酸钾,应选用250mL的三颈烧瓶,故答案为: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)高锰酸钾具有强氧化性,能将Cl-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锰酸钾,避免在用盐酸酸化时,产生氯气;该步骤亦可用草酸处理,生成二氧化碳和锰盐,离子方程式为:5H2C2O4+2MnO4-+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O;(4)由信息甲苯用高锰酸钾氧化时生成苯甲酸钾和二氧化锰,“用少量热水洗涤滤渣”一步中滤渣的主要成分是:MnO2;(5)苯甲酸100℃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:×100%=86.0%;1.5mL甲苯理论上可得到苯甲酸的质量:=1.72g,产品的产率为×100%=50%;(7)提纯苯甲酸可用重结晶的方法。6.(2020年江苏卷)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实验步骤如下:步骤1: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】制备少量羟基乙酸钠的反应为,根据羟基乙酸钠易溶于热水,粗产品溶解于适量热水中,加活性炭脱色,分离掉活性炭,趁热过滤,根据羟基乙酸钠不溶于醇,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)根据图中仪器得出仪器A的名称为冷凝管,根据题中信息可知制备羟基乙酸钠的反应为放热反应,逐步加入NaOH溶液的目的是防止升温太快,同时控制反应体系的pH;故答案为:(回流)冷凝管;防止升温太快,控制反应体系的pH。(2步骤2中烧瓶中加入沸石或碎瓷片的目的是防止暴沸;故答案为:防止暴沸。(3)粗产品溶于过量水,导致在水中溶解过多,得到的产物减少,因此导致产率减小;由于产品易溶于热水,微溶于冷水,因此去除活性炭的操作名称是趁热过滤;故答案为:减少;趁热过滤。(4)根据信息,产品不溶于乙醇、乙醚等有机溶剂中,因此步骤4中,将去除活性炭后的溶液加到适量乙醇中的目的是降低产品的溶解度,提高羟基乙酸钠的析出量(产量);故答案为:提高羟基乙酸钠的析出量(产量)。7.[2019新课标Ⅲ]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____________。(6)本实验的产率是_________%。【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C7H6O3,乙酰水杨酸分子式为C9H8O4,根据关系式法计算得:C7H6O3~C9H8O41381806.9gmm(C9H8O4)=(6.9g×180)/138=9g,则产率为。8.[2019天津]环己烯是重要的化工原料。其实验室制备流程如下:回答下列问题:Ⅰ.环己烯的制备与提纯(1)原料环己醇中若含苯酚杂质,检验试剂为____________,现象为__________________。(2)操作1的装置如图所示(加热和夹持装置已略去)。①烧瓶A中进行的可逆反应化学方程式为________________________,浓硫酸也可作该反应的催化剂,选择而不用浓硫酸的原因为________________________(填序号)。a.浓硫酸易使原料炭化并产生b.污染小、可循环使用,符合绿色化学理念c.同等条件下,用比浓硫酸的平衡转化率高②仪器B的作用为____________。(3)操作2用到的玻璃仪器是____________。(4)将操作3(蒸馏)的步骤补齐:安装蒸馏装置,加入待蒸馏的物质和沸石,____________,弃去前馏分,收集83℃的馏分。Ⅱ.环己烯含量的测定在一定条件下,向环己烯样品中加入定量制得的,与环己烯充分反应后,剩余的与足量作用生成,用的标准溶液滴定,终点时消耗标准溶液(以上数据均已扣除干扰因素)。测定过程中,发生的反应如下:①②③(5)滴定所用指示剂为____________。样品中环己烯的质量分数为____________(用字母表示)。(6)下列情况会导致测定结果偏低的是____________(填序号)。a.样品中含有苯酚杂质b.在测定过程中部分环己烯挥发c.标准溶液部分被氧化【答案】(1)溶液 溶液显紫色(2)① a、b②减少环己醇蒸出(3)分液漏斗、烧杯(4)通冷凝水,加热(5)淀粉溶液 [来源:学*科*网](6)b、c【解析】I.(1)检验苯酚的首选试剂是FeCl3溶液,原料环己醇中若含有苯酚,加入FeCl3溶液后,溶液将显示紫色;(2)①从题给的制备流程可以看出,环己醇在FeCl3·6H2O的作用下,反应生成了环己烯,对比环己醇和环己烯的结构,可知发生了消去反应,反应方程式为:,注意生成的小分子水勿漏写,题目已明确提示该反应可逆,要标出可逆符号,FeCl3·6H2O是反应条件(催化剂)别漏标;此处用FeCl3·6H2O而不用浓硫酸的原因分析中:a项合理,因浓硫酸具有强脱水性,往往能使有机物脱水至炭化,该过程中放出大量的热,又可以使生成的炭与浓硫酸发生反应:C+2H2SO4(浓)CO2↑+SO2↑+2H2O;b项合理,与浓硫酸相比,FeCl3·6H2O对环境相对友好,污染小,绝大部分都可以回收并循环使用,更符合绿色化学理念;c项不合理,催化剂并不能影响平衡转化率;②仪器B为球形冷凝管,该仪器的作用除了导气外,主要作用是冷凝回流,尽可能减少加热时反应物环己醇的蒸出,提高原料环己醇的利用率;(3)操作2实现了互不相溶的两种液体的分离,应是分液操作,分液操作时需要用到的玻璃仪器主要有分液漏斗和烧杯;(4)题目中已明确提示了操作3是蒸馏操作。蒸馏操作在加入药品后,要先通冷凝水,再加热;如先加热再通冷凝水,必有一部分馏分没有及时冷凝,造成浪费和污染;II.(5)因滴定的是碘单质的溶液,所以选取淀粉溶液比较合适;根据所给的②式和③式,可知剩余的Br2与反应消耗的Na2S2O3的物质的量之比为1:2,所以剩余Br2的物质的量为:n(Br2)余=×cmol·L-1×vmL×10-3L·mL-1=mol,反应消耗的Br2的物质的量为(b-)mol,据反应①式中环己烯与溴单质1:1反应,可知环己烯的物质的量也为(b-)mol,其质量为(b-)×82g,所以ag样品中环己烯的质量分数为:。(6)a项错误,样品中含有苯酚,会发生反应:,每反应1molBr2,消耗苯酚的质量为31.3g;而每反应1molBr2,消耗环己烯的质量为82g;所以苯酚的混入,将使耗Br2增大,从而使环己烯测得结果偏大;b项正确,测量过程中如果环己烯挥发,必然导致测定环己烯的结果偏低;c项正确,Na2S2O3标准溶液被氧化,必然滴定时消耗其体积增大,即计算出剩余的溴单质偏多,所以计算得出与环己烯反应的溴单质的量就偏低,导致最终环己烯的质量分数偏低。9.[2019江苏]丙炔酸甲酯()是一种重要的有机化工原料,沸点为103~105℃。实验室制备少量丙炔酸甲酯的反应为实验步骤如下: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(装置见下图)。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,上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)一般来说,酯化反应为可逆反应,加入过量的甲醇,提高丙炔酸的转化率,丙炔酸溶解于甲醇,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)丙炔酸甲酯的沸点为103℃~105℃,制备丙炔酸甲酯采用水浴加热,因此反应液中除含有丙炔酸甲酯外,还含有丙炔酸、硫酸;通过饱和NaCl溶液可吸收硫酸;5%的Na2CO3溶液的作用是除去丙炔酸,降低丙炔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炔酸甲酯;(4)水浴加热提供最高温度为100℃,而丙炔酸甲酯的沸点为103℃~105℃,采用水浴加热,不能达到丙炔酸甲酯的沸点,不能将丙炔酸甲酯蒸出,因此蒸馏时不能用水浴加热。10.[2018江苏卷]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−亚甲二氧基苯甲醛制备,其反应方程式为实验步骤如下: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。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。步骤3:对合并后的溶液进行处理。步骤4:抽滤,洗涤,干燥,得3,4−亚甲二氧基苯甲酸固体。(1)步骤1中,反应结束后,若观察到反应液呈紫红色,需向溶液中滴加NaHSO3溶液,转化为_____________(填化学式);加入KOH溶液至碱性的目的是____________________________。(2)步骤2中,趁热过滤除去的物质是__________________(填化学式)。(3)步骤3中,处理合并后溶液的实验操作为__________________。(4)步骤4中,抽滤所用的装置包括_______________、吸滤瓶、安全瓶和抽气泵。【答案】(1)SO42−将反应生成的酸转化为可溶性的盐(2)MnO2(3)向溶液中滴加盐酸至水层不再产生沉淀(4)布氏漏斗【解析】(1)反应结束后,反应液呈紫红色,说明KMnO4过量,KMnO4具有强氧化性将HSO3-氧化成SO42-,反应的离子方程式为2MnO4-+3HSO3-=2MnO2↓+3SO42-+H2O+H+。根据中和反应原理,加入KOH将转化为可溶于水的。(2)MnO2难溶于水,步骤2中趁热过滤是减少的溶解,步骤2中趁热过滤除去的物质是MnO2。(3)步骤3中,合并后的滤液中主要成分为,为了制得,需要将合并后的溶液进行酸化;处理合并后溶液的实验操作为:向溶液中滴加盐酸至水层不再产生沉淀。(4)抽滤所用的装置包括布氏漏斗、吸滤瓶、安全瓶和抽气泵。11.【2016年高考上海卷】(本题共12分)乙酸乙酯广泛用于药物、染料、香料等工业,中学化学实验常用a装置来制备。完成下列填空:(1)实验时,通常加入过量的乙醇,原因是______________。加入数滴浓硫酸即能起催化作用,但实际用量多于此量,原因是_______________;浓硫酸用量又不能过多,原因是____________。(2)饱和Na2CO3溶液的作用是_______________。(3)反应结束后,将试管中收集到的产品倒入分液漏斗中,_________、________,然后分液。(4)若用b装置制备乙酸乙酯,其缺点有__________、__________。由b装置制得的乙酸乙酯产品经饱和碳酸钠溶液和饱和食盐水洗涤后,还可能含有的有机杂质是________,分离乙酸乙酯与该杂质的方法是_______________。【答案】(1)增大反应物浓度,使平衡向生成酯的方向移动,提高酯的产率。(合理即给分)浓H2SO4能吸收生成的水,使平衡向生成酯的方向移动,提高酯的产率。浓H2SO4具有强氧化性和脱水性,会使有机物碳化,降低酯的产率。(2)中和乙酸、溶解乙醇、减少乙酸乙酯在水中的溶解(3)振荡、静置(4)原料损失较大、易发生副反应乙醚;蒸馏【解析】(1)由于是可逆反应,因此加入过量的乙醇增大反应物浓度,使平衡向生成酯的方向移动,提高酯的产率。由于浓H2SO4能吸收生成的水,使平衡向生成酯的方向移动,提高酯的产率,因此实际用量多于此量;由于浓H2SO4具有强氧化性和脱水性,会使有机物碳化,降低脂的产率,所以浓硫酸用量又不能过多。(2)由于生成的乙酸乙酯中含有乙醇和乙酸,所以饱和Na2CO3溶液的作用是中和乙酸、溶解乙醇、减少乙酸乙酯在水中的溶解。(3)乙酸乙酯不溶于水,因此反应结束后,将试管中收集到的产品倒入分液漏斗中,振荡、静置,然后分液即可。(4)根据b装置可知由于不是水浴加热,温度不易控制,因此制备乙酸乙酯的缺点有原料损失较大、易发生副反应。由于乙醇溶液发生分子间脱水生成乙醚,所以由b装置制得的乙酸乙酯产品经饱和碳酸钠溶液和饱和食盐水洗涤后,还可能含有的有机杂质是乙醚,乙醚和乙酸乙酯的沸点相差较大,则分离乙酸乙酯与该杂质的方法是蒸馏。12.【2015江苏化学】[实验化学]实验室以苯甲醛为原料制备间溴苯甲醛(实验装置见下图,相关物质的沸点见附表)。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MgSO4固体,放置一段时间后过滤。步骤4:减压蒸馏有机相,收集相应馏分。(1)实验装置中冷凝管的主要作用是________,锥形瓶中的溶液应为________。(2)步骤1所加入的物质中,有一种物质是催化剂,其化学式为_________。(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中加入无水MgSO4固体的作用是_________。(5)步骤4中采用减压蒸馏技术,是为了防止_____。附表相关物质的沸点(101kPa)物质沸点/℃物质沸点/℃溴58.81,2-二氯乙烷83.5苯甲醛179间溴苯甲醛229【答案】(1)冷凝回流,NaOH;(2)AlCl3;(3)Br2、HCl;(4)除去有机相的水;(5)间溴苯甲醛被氧化。【解析】(1)冷凝管的作用:冷凝液溴,让其回流到三颈瓶中,减少液溴的损失,“冷凝回流”,溴有毒,挥发出来对环境有污染,必须除去,因此锥形瓶中盛放NaOH;(2)根据信息,有机物中催化剂一般是无机物,故是AlCl3;(3)此作用有点类似乙酸乙酯中饱和碳酸钠的作用,除去溶解在间溴苯甲醛中溴和盐酸;(4)无水MgSO4放在步骤3中,然后是过滤,显然无水MgSO4的作用是除去有机相中水;(5)醛基容易被氧化防止间溴苯甲醛被氧化。分苯乙酸铜是合成优良催化剂、传感材料纳米氧化铜的重要前驱体之一。下面是它的一种实验室合成路线制备苯乙酸的装置示意图如下(加热和夹持装置等略已知:苯乙酸的熔点为,微溶于冷水,溶于乙醇。回答下列问题:在三口瓶中加入硫酸。配制此硫酸时,加入蒸馏水与浓硫酸的先后顺序是。(2)将中的溶液加热至,缓缓滴加苯乙腈到硫酸溶液中,然后升温至继续反应。在装置中,仪器的作用是仪器的名称是,其作用是。反应结束后加适量冷水,再分离出苯乙酸粗品。加人冷水的目的是。下列仪器中可用于分离苯乙酸粗品的是填标号)。A.分液漏斗.漏斗.烧杯.直形冷凝管.玻璃棒提纯粗苯乙酸的方法是,最终得到纯品,则苯乙酸的产率是。(4)用和溶液制备适量沉淀,并多次用蒸馏水洗涤沉淀,判断沉淀洗干净的实验操作和现象是。(5)将苯乙酸加人到乙醇与水的混合溶剂中,充分溶解后,加入搅拌,过滤,滤液静置一段时间,析出苯乙酸铜晶体,混合溶剂中乙醇的作用是。【答案】(1)先加水、再加入浓硫酸分)(2)加苯乙腈(分球形冷凝管(分回流(或使气化的反应液冷凝)(分)便于苯乙酸析出(分)(全选对分)(3)重结晶分)分)(4)取少量洗涤液、加人稀硝酸、再加溶液、无白色浑浊出现(分)(5)增大苯乙酸溶解度,便于充分反应分)【解析】物质的制备实验要从制备的原理、原料与生成物的性质和相关信息入手,应用所学知识并结合问题进行全面的分析作答。(1)蒸馏水与浓硫酸混合应先加水、再加入浓硫酸,防止暴沸。(2)仪器三口瓶加苯乙腈;仪器球形冷凝管,能起到冷凝回流的作用(使气化的反应液冷凝);反应结束后加适量冷水,便于苯乙酸(微溶于冷水)结晶析出,通过过滤能从混合液中分离出苯乙酸粗品,过滤所用的仪器主要有漏斗、玻璃棒、烧杯等。(3)将粗苯乙酸晶体重新在热水中溶解,然后再降温结晶过滤(重结晶)可得较纯净的苯乙酸晶体;根据“1~1”关系式,可计算苯乙酸的产率=。(4)在制备沉淀的同时还有可溶性NaCl生成,故判断沉淀洗干净的方法就是检验最后一次洗涤液中是否还含有Cl-。(5)根据“苯乙酸微溶于冷水,溶于乙醇”,故乙醇与水的混合溶剂中的乙醇能增大苯乙酸的溶解度,便于充分反应。14.【2014年高考新课标Ⅰ卷第26题】(13分)乙酸异戊酯是组成蜜蜂

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