通用版2019版高考化学一轮复习第十章化学实验微专题强化突破21有机物制备型实验探究题学案新人教版20190122139.doc

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1、121 有机物制备型实验探究题分析制备流程熟悉重要仪器依据有机反应特点作答有机物易挥发，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，如蒸馏、分液等1醇脱水是合成烯烃的常用方法，实验室合成环己烯的反应和实验装置(夹持和加热装置略)如下：可能用到的有关数据如下：相对分子质量密度/g cm3沸点/ 溶解性环己醇 100 0.961 8 161 微溶于水环己烯 82 0.810 2

2、83 难溶于水已知：乙醇可以和氯化钙反应，生成物微溶于水。2【合成反应】在 a 中加入 20 g 环己醇和 2 小片碎瓷片，冷却搅动下慢慢加入 1 mL 浓硫酸。b 中通入冷却水后，开始缓慢加热 a，控制馏出物的温度不超过 90 。【分离提纯】反应粗产物倒入分液漏斗中分别用少量 5%碳酸钠溶液和水洗涤，分离后加入无水氯化钙颗粒，静置一段时间后弃去氯化钙。最终通过蒸馏得到纯净环己烯 10 g。回答下列问题：(1)仪器 b 的名称是_。(2)加入碎瓷片的作用是_；如果加热一段时间后发现忘记加碎瓷片，应该采取的正确操作是_。A立即补加 B冷却后补加C不需补加 D重新配料(3)本实验中最容易产生的副产

3、物的结构简式为_。(4)分液漏斗在使用前须清洗干净并_；在本实验分离提纯过程中，产物应该从分液漏斗的_(填“上口倒出”或“下口放出”)。(5)分离提纯过程中加入无水氯化钙的目的是_。(6)在环己烯粗产物蒸馏过程中，不可能用到的仪器有_。A蒸馏烧瓶 B温度计 C吸滤瓶D球形冷凝管 E接收器(7)本实验所得到的环己烯产率是_。A41% B50%C61% D70%解析：(1)仪器 b 为直形冷凝管。(2)加入碎瓷片的作用是防止有机物在加热时发生暴沸。如果在加热时发现忘记加碎瓷片，这时必须停止加热，待冷却后补加碎瓷片。(3)醇分子间最容易发生脱水反应生成醚类化合物。(4)分液漏斗在使用前必须检漏。环己

4、烯的密度比水的小，所以环己烯应从分液漏斗的上口倒出。(5)加入无水氯化钙的目的是除去水和环己醇(因为乙醇可以和氯化钙反应，类比推知，环己醇和氯化钙也可以反应)。(6)观察题中实验装置图知蒸馏过程中不可能用到吸滤瓶及球形冷凝管。(7)加入 20 g 环己醇的物质的量为 0.2 mol，理论上生成环己烯的物质的量为 0.2 mol，质量为 0.2 20 g100 gmol 1mol82 gmol1 16.4 g，实际得到环己烯的质量为 10 g，则产率为 100%61%。10 g16.4 g答案：(1)直形冷凝管 (2)防止暴沸 B3(3) (4)检漏 上口倒出 (5)干燥(或除水除醇) (6)C

5、D (7)C2乙酸异戊酯是组成蜜蜂信息素的成分之一，具有香蕉的香味。实验室制备乙酸异戊酯的反应、装置示意图和有关数据如下：相对分子质量密度/ gcm3沸点/水中溶解性异戊醇 88 0.812 3 131 微溶乙酸 60 1.049 2 118 溶乙酸异戊酯 130 0.867 0 142难溶实验步骤：在 A 中加入 4.4 g 异戊醇、6.0 g 乙酸、数滴浓硫酸和 23 片碎瓷片。开始缓慢加热A，回流 50 min。反应液冷至室温后倒入分液漏斗中，分别用少量水、饱和碳酸氢钠溶液和水洗涤；分出的产物加入少量无水 MgSO4固体，静置片刻，过滤除去 MgSO4固体，进行蒸馏纯化，收集 14014

6、3 馏分，得乙酸异戊酯 3.9 g。回答下列问题：(1)仪器 B 的名称是_。(2)在洗涤操作中，第一次水洗的主要目的是_，第二次水洗的主要目的是_。(3)在洗涤、分液操作中，应充分振荡，然后静置，待分层后_(填标号)。a直接将乙酸异戊酯从分液漏斗的上口倒出b直接将乙酸异戊酯从分液漏斗的下口放出c先将水层从分液漏斗的下口放出，再将乙酸异戊酯从下口放出d先将水层从分液漏斗的下口放出，再将乙酸异戊酯从上口倒出(4)本实验中加入过量乙酸的目的是_。4(5)实验中加入少量无水 MgSO4的目的是_。(6)在蒸馏操作中，仪器选择及安装都正确的是_(填标号)。(7)本实验的产率是_(填标号)。a30% b

7、40% c60% d90%(8)在进行蒸馏操作时，若从 130 便开始收集馏分，会使实验的产率偏_(填“高”或“低”) ，其原因是_。解析：(1)仪器 B 是球形冷凝管，起冷凝回流作用。(2)第一次水洗，主要除去大部分硫酸和乙酸，第二次水洗除去 NaHCO3杂质。(3)乙酸异戊酯的密度小于水，在水层上方。分液时先将水层从分液漏斗下口放出，再将乙酸异戊酯从上口倒出。(4)该反应为可逆反应，加入过量乙酸，能够提高异戊醇的转化率。(5)加入无水 MgSO4固体的目的是除去混合物中的少量水分。(6)蒸馏操作中，需要测定馏分的温度，所以温度计水银球应放在蒸馏烧瓶的支管口处，b 和 c 中温度计位置均正确

8、，但 c 中的冷凝装置为球形冷凝管，它一般用作反应装置，主要用于冷凝回流，使反应更彻底，故只有 b 项正确。(7)据OOHOH OOH 2O 可知，4.4 g 异戊醇完全反应消耗 3.0 g 乙酸，故乙酸有剩余， 浓 H2SO4 生成乙酸异戊酯的理论产量为 6.5 g，故该反应的产率为 100%60%。(8)异戊醇的3.9 g6.5 g沸点为 131 ，蒸馏时，若从 130 开始收集馏分，将会有一部分未反应的异戊醇被蒸出，使产率偏高。答案：(1)球形冷凝管 (2)洗掉大部分硫酸和乙酸 洗掉碳酸氢钠 (3)d (4)提高异戊醇的转化率 (5)干燥(6)b (7)c (8)高 会收集少量未反应的异

9、戊醇3实验室以苯甲醛为原料制备间溴苯甲醛(实验装置如图，相关物质的物理性质如表)。5相对分子质量密度/gcm3沸点/溴 160 3.119 58.8苯甲醛 106 1.04 1791，2二氯乙烷 99 1.235 1 83.5间溴苯甲醛 185 1.587 229其实验步骤：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(5.3 g)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

10、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，同时采用某种方法，收集相应馏分，其中收集到间溴苯甲醛为 3.7 g。回答下列问题：(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 中加入适量无水硫酸钙固体的目的是_。(5)步骤 4 中，某种方法为_。(6)本实验所得到的间溴苯甲醛的产率是_。解析：(1)由于反应温度低于 100 ，因此为便于控制温

11、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，以提高原料利用率，因此冷凝管的作用为导气、冷凝回流；发生取代反应，生成间溴苯甲醛的同时生成 HBr，用氢氧化钠溶液吸收，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)有机相中含有的 Br2、HCl 可与 NaHCO3反应，用 10% NaHCO3溶液洗涤，可除去溶于有机相的6Br2、HCl。(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

12、过高，导致间溴苯甲醛被氧化，因此步骤 4中某种方法是减压蒸馏。(6)5.3 g 苯甲醛理论上可生成产品的质量是 185 g9.25 5.3106g，所以产率是 100%40.0%。3.7 g9.25 g答案：(1)水浴加热 导气、冷凝回流 NaOH 溶液(2)催化剂 (3)Br 2、HCl(4)除去有机相中的水(或干燥或除水都可)(5)减压蒸馏 (6)40.0%1苯胺为无色液体，还原性强，易被氧化；有碱性，与酸反应生成盐。常用硝基苯与H2制备苯胺：其部分装置及有关数据如下：沸点/ 密度/gmL 1 溶解性硝基苯 210.9 1.20 不溶于水，易溶于乙醇、乙醚苯胺 184.4 1.02 微溶于

13、水，易溶于乙醇、乙醚乙醚 34.6 0.71不溶于水，易溶于硝基苯、苯胺实验步骤：检查装置的气密性，连接好 C 处冷凝装置的冷水。先向三颈烧瓶中加入沸石及硝基苯，再取下恒压滴液漏斗，换上温度计。打开装置 A、B 间活塞，向 A 中加入酸生成 H2，向 B 中通入 H2一段时间。点燃 B 处的酒精灯，加热，使温度维持在 140 进行反应。反应结束后，关闭装置 A、B 间活塞，向三颈烧瓶中加入生石灰。调整好温度计的位置，继续加热，收集 182186 馏分，得到较纯苯胺。7回答下列问题：(1)步骤中温度计水银球的位置在_。(2)下列关于实验的叙述中，错误的是_。A冷凝管的冷水应该从 b 进从 a 出

14、B实验开始时，温度计水银球应插入反应液中，便于控制反应液的温度C装置 A 中应使用锌粉，有利于加快生成 H2的速率D加入沸石的目的是防止暴沸(3)若实验中步骤和的顺序颠倒，则实验中可能产生的后果是_。(4)蒸馏前，步骤中加入生石灰的作用是_。(5)有学生质疑反应完成后，直接蒸馏得到苯胺的纯度不高，提出以下流程：反 应 后混 合 液 盐 酸 萃 取 分 液 水 溶液 A NaOH溶 液 乙 醚 萃 取 分 液 有 机液 A较纯苯胺 低 温 减 压 蒸 馏苯胺在酸性条件下生成盐酸苯胺被水萃取，在碱性溶液中又生成苯胺被有机溶剂反萃取，这种萃取反萃取法简称反萃。实验中反萃的作用是_；在分液漏斗中进行萃

15、取分液时，应注意适时放气，其目的是_。解析：(1)步骤中收集 182186 馏分，得到较纯苯胺，反应时温度计需测量苯胺蒸气的温度，所以温度计的水银球应该放在三颈烧瓶出气口附近。(2)A.冷凝管水流遵循逆流原理，即冷水从冷凝管下口进入，上口流出，这样冷凝效果好，该实验冷凝管的冷水应该从 a 进 b 出，A 错误；B.用硝基苯与 H2制备苯胺，反应温度为 140 ，实验开始时，温度计水银球应插入反应液中，便于控制反应液的温度，B 正确；C.装置 A 为制取氢气的简易装置，使用锌粉，虽有利于加快生成 H2的速率，但固液无法分离，无法控制反应速率，C 错误；D.由于沸石的多孔结构，液体变气体会逐步释放

16、，防止突然迸发，所以沸石能防暴沸，D 正确。(3)若实验中步骤和的顺序颠倒，则实验装置中的空气无法排除，加热时氢气遇氧气发生爆炸，且生成的苯胺被氧气氧化。(4)生石灰为氧化钙，能和水反应生成氢氧化钙，苯胺有碱性，与生石灰不反应，所以蒸馏前加入生石灰，能除去反应中生成的水。(5)苯胺在酸性条件下生成盐酸苯胺被水萃取，去除了一部分不溶于水的杂质，在碱性溶液中又生成苯胺被有机溶剂反萃取，又去除了一部分不溶于有机溶剂的杂质，实验中反萃能除去苯胺中较多的杂质，有利于蒸馏提纯；在分液漏斗中进行萃取分液时，适时放气，减小漏斗内的压强，使漏斗内外压强一致，防止液体喷出造成安全事故。8答案：(1)三颈烧瓶出气口

17、附近(其他合理答案均可)(2)AC(3)加热时氢气遇氧气发生爆炸；生成的苯胺被氧气氧化(4)除去反应中生成的水(5)除去苯胺中较多的杂质，有利于蒸馏提纯(其他合理答案均可) 减小漏斗内的压强，使漏斗内外压强一致(其他合理答案均可)2实验室制备硝基苯的反应原理和实验装置如下：主要副反应：在温度稍高的情况下会生成间二硝基苯。有关数据和性质如下表：物质 熔点/ 沸点/ 密度/gcm 3 溶解性苯 5.5 80 0.88 微溶于水硝基苯 5.7 210.9 1.205 难溶于水间二硝基苯 89 301 1.57 微溶于水浓硝酸 83 1.4 易溶于水浓硫酸 338 1.84 易溶于水实验步骤如下：取

18、100 mL 烧杯，用 20 mL 浓硫酸与 18 mL 浓硝酸配制混合酸，将混合酸小心加入 B中；把 18 mL(15.84 g)苯加入 A 中；向室温下的苯中逐滴加入混合酸，边滴边搅拌，混合均匀，在 5060 下发生反应，直至反应结束；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；9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 205210 馏分，得到纯硝基苯 18 g。回答下列问题：(1)图中仪器 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，并说明理由：_。(3)为了使反应

19、在 5060 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，第二次水洗的作用是_。(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，不选用直形冷凝管的原因是_。(6)本实验所得到的硝基苯产率是_。解析：(1)由仪器的结构特征分析，仪器 C 为球形冷凝管，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，浓硝酸的密度小于浓硫酸，可能导致液体迸溅。(3)因为反应在 5060 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

20、，使粗硝基苯呈黄色。(4)先用少量水洗除去浓硫酸和浓硝酸，再用氢氧化钠除去溶解的少量的酸，最后水洗除去未反应的氢氧化钠以及生成的钠盐。(5)硝基苯沸点高，用空气冷凝与用水冷凝相比效果几乎无差异，且直形冷凝管通水冷却时导致温差过大可能发生炸裂，所以选用空气冷凝管。(6)苯完全反应生成硝基苯的理论产量为(15.84123/78) g，所以硝基苯的产率为 18 g(15.84123/78) g100%72.06%。答案：(1)冷凝回流 (2)不能，液体易暴沸飞溅(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，直形冷凝管通水冷却时导致温差过大可能发生炸裂(6)72.06%(或 72%或 72.1%)