高考化学总复习 跳出题海15大秘诀 7 解答有机物制备实验综合题的突破方法（含解析）.doc

解答有机物制备实验综合题的突破方法以有机物制备为情境的综合性实验题是近几年高考中的高频考点，这类题内容科学，背景真实，能体现化学的实际应用价值，能渗透学以致用的教学理念。不但取材思路开阔，试题陌生度高，能体现创新、公平的原则，而且分值高、考点多，能彰显学科特征，是体现高考以能力测试为主导的优秀题型。回顾了近三年各省有关有机物制备为情境的综合性实验题，发现该题型结构一般分为两部分：题干部分通常有四块内容即反应原理、相关物理性质、实验装置和操作步骤（或流程图），（通常也有变化：如2013江苏21b甲氧基苯酚的制备没有装置图，实验步骤也是暗含在题尾设问中，2015江苏21b苯甲醛制备间溴苯甲醛没有反应原理，2014广西29苯乙酸铜的制备实验步骤也是暗含在题尾设问中）题尾部分就是设问内容，常考的高频考点的有： 仪器的认知与使用，实验装置图的识别与选用。实验操作安全常识。产品的除杂、分离与提纯操作的目的、原因。反应原理的选择，反应条件的控制操作原因。产率的计算等。解答这类题的方法技巧有：一、掌握有机实验基本特点，排除无机实验思维定势，突破难点1. 有机物通常易燃易爆，要注意防高温、防氧化。【典例】 2013课标26合成正丁醛（6）反应温度应保持在9095，其原因是 。2015课标36异丙苯氧化法生产苯酚和丙酮（4）反应为 (填“放热”或“吸热”）反应。反应温度控制在50-60，温度过高的安全隐患是 。2015江苏21b苯甲醛制备间溴苯甲醛（5）步骤4中采用减压蒸馏技术，是为了防止 。【答案】根据正丁醛的沸点和还原性，主要是为了将正丁醛及时分离出来，促使反应正向进行，并减少正丁醛进一步氧化。放热；可能会导致（过氧化物）爆炸 间溴苯甲醛被氧化。【解题技巧】以上错因分析，同学们在解答有机物制备实验题受无机物制备实验题的影响很大，也可以说是思维定势的负面影响。如果同学们能从有机实验的基本特点入手，了解有机物通常易燃易爆，要注意防高温、防氧化，能及时清除无机实验的干扰，这些得分率较低的题，将迎难而解。2.有机反应通常伴随的副反应多，副产物多。【典例】2013课标26环己烯的合成（3）本实验中最容易产生的副产物的结构简式为 。【答案】【错因分析】没认真审题，图书写方便的，答co2、so2、等。【解题技巧】从有机反应的特点副反应多反应条件（催化剂、温度等）可控制反应的方向等入手，就要认真审题，就不会忽略“最容易”。3. 有机物一般在水中的溶解度较小，易溶于有机溶剂。【典例】（2014浙江28）葡萄糖酸钙的制备（4）第步加入乙醇的作用是 （5）第步中，下列洗涤剂最合适的是 。a冷水b热水c乙醇d乙醇水混合溶液（2014广西29）苯乙酸铜的制备（2）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 。【答案】（4）可降低葡萄糖酸钙在溶剂中的溶解度，有利于葡萄糖酸钙析出 （5）d有利于苯乙酸析出【解题技巧】陌生有机物的相关物理性质，题中一般都会给出数据，抓住这些数据的应用会给解题带来很大的方便。如相对分子质量会在计算是用到，密度会在分层时判断有机物所在用到，溶解度会在溶解、萃取、结晶和洗涤时用到，熔沸点会在控温和蒸馏时用到。4. 有机溶剂有毒易挥发，实验装置一般需要密封、冷凝、回流等。【典例】（2014浙江28）葡萄糖酸钙的制备（1）第步中溴水氧化葡萄糖时，下列装置最合适的是 。（2014课标2）6乙酸异戊酯的制备（6）在蒸馏操作中，仪器选择及安装都正确的是： (填标号)【答案】 b b【错因分析】这题是个控温技术、密封技术和冷凝技术的综合应用，要关注的是一个综合的、全面的效果。最容易错选的答案是c，要关注的同一仪器不同用途是的优缺点。二、抓住有机物制备实验的几个重要环节，夯实基础1. 反应原理【典例】（2014浙江28）葡萄糖酸钙的制备（2）第步充分反应后caco3固体过量，其目的是 ；本实验中不宜用cacl2替代caco3，理由是 （2015江苏21 b）苯甲醛制备间溴苯甲醛（2）步骤1所加入的物质中，有一种物质是催化剂，化学式 （2015课标36）异丙苯氧化法生产苯酚和丙酮（2）反应1和2分别在装置 _和_ 中进行（5）中和釜d中加入的z最适宜的是 （填编号。已知苯酚是一种弱酸）。a. naoh b. caco3 c. nahco3 d. cao【答案】（2）除去hbr，确保葡萄糖酸完全转化葡萄糖酸钙cacl2难与葡萄糖酸直接反应得到葡萄糖酸钙，也不能除去hbr （2）alcl3；（2）a（反应器）；c（分解釜） （5）c【解析】c6h12o6(葡萄糖)br2h2oc6h12o7(葡萄糖酸)2hbr 氧化反应原理2c6h12o7(葡萄糖酸)caco3ca(c6h11o7)2(葡萄糖酸钙)h2oco2强酸制弱酸原理。caco3过量可除去氧化反应产生的hbr；cacl2不能替代caco3，不与葡萄糖酸反应。三颈瓶中的无水alcl3、1，2二氯乙烷和苯甲醛的作用分别是催化剂、溶剂和反应物。第2个反应类型为分解反应；苯酚是一种弱酸，是要制备的产品，中和釜中要除去的是硫酸。境，副产品可综合利用。制备过程还经常需要应用一些酸、碱及各种溶剂作为反应的介质或精制的辅助材料。如能减少这些材料的用量或用后能够回收，便可节省费用，降低成本。2. 仪器与操作【典例】（2014广西29苯乙酸铜的制备（2）将a中的溶液加热至100，缓缓滴加40g苯乙腈到硫酸溶液中，然后升温至130 继续反应。在装置中，仪器b的作用是 ；仪器c的名称是 ，其作用是 。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b漏斗c烧杯d直形冷凝管e玻璃棒（2013江苏21b）甲氧基苯酚的制备（3）洗涤完成后，通过以下操作分离、提纯产物，正确的操作顺序是 (填字母)。a 蒸馏除去乙醚 b重结晶 c过滤除去干燥剂 d加入无水cacl2干燥（2013课标26）正丁醛的制备（1）实验中，能否将na2cr2o7溶液加到浓硫酸中，说明理由 。（2013江苏21b）（4）固液分离常采用减压过滤。为了防止倒吸，减压过滤完成后应先 ，再 。【答案】滴加苯乙腈 球形冷凝管 冷凝回流 bce dcab不能将na2cr2o7溶液加到浓硫酸中，应该将浓硫酸加到na2cr2o7溶液，因为浓硫酸溶于水会放出大量热，容易溅出伤人。拆去连接抽气泵和吸滤瓶的橡皮管 关闭抽气泵【解析】仪器b是分液漏斗，实验通过分液漏斗往三颈瓶中滴加苯乙腈，仪器c是球形冷凝管，使气化的反应液冷凝回流进三颈瓶。冷却结晶出来的苯乙酸粗品是晶体，此时分离的操作是过滤。洗涤完成后，应先加入无水氯化钙干燥，然后过滤去掉干燥剂，再蒸馏出乙醚，最后重结晶得到产品。这是实验安全操作，浓硫酸与其他溶液的混合操作相当于浓硫酸的稀释，也要防止混合过程中放出大量的热，引起液体的飞溅。这也是常规的实验安全操作，为防止倒吸，减压过滤后应拆去连接抽气泵和吸滤瓶的橡皮管，然后关闭抽气泵温度计、搅拌器、冷凝管等）的用途。五种漏斗普通漏斗、长颈漏斗、球形分液漏斗（用于滴加反应液）、犁形分液漏斗（用于分液）、恒压漏斗（烧瓶与漏斗连通，以平衡压强，使液体能顺利滴下）的应用。实验操作主要考虑实验安全、实验效果和干扰因素的排除和控制，经常考的实验操作有：试剂混合顺序、加热方式、操作顺序、沸石的作用、事故的处理等。3. 产品的分离提纯【典例】（2013江苏21b）甲氧基苯酚的制备(1)反应结束后，先分离出甲醇，再加入乙醚进行萃取。分离出甲醇的操作是的 。萃取用到的分液漏斗使用前需 并洗净，分液时有机层在分液漏斗的 填（“上”或“下”）层。(2)分离得到的有机层依次用饱和nahco3溶液、饱和食盐水、少量蒸馏水进行洗涤。用饱和nahco3 溶液洗涤的目的是 ；用饱和食盐水洗涤的目的是 。（2014浙江28）葡萄糖酸钙的制备 （3）第步需趁热过滤，其原因是 。（2015课标36）异丙苯氧化法生产苯酚和丙酮（6）蒸馏塔f中的馏出物t和p分别为 和 ，判断的依据是 。【答案】（1）蒸馏 检查是否漏水 上 （2）除去hcl 除去少量nahco3且减少产品的损失（3）葡萄糖酸钙冷却后会结晶析出，如不趁热过滤会损失产品（6）丙酮、苯酚；苯酚的沸点高于丙酮【解析】（1）甲醇的沸点为64.7，且生成的有机物易溶于甲醇，故应用蒸馏的方法；分液漏斗在使用前要检查是否漏水，分液时有机层在上层。（2）用饱和碳酸氢钠溶液洗涤的目的是除去hcl，用饱和食盐水洗涤目的是除去少量的碳酸氢钠和减少产品的损失。趁热过滤分离的是碳酸钙和葡萄糖酸钙溶液，防止葡萄糖酸钙冷却后会结晶析出，造成产品损失。由于苯酚的沸点高于丙酮，丙酮先气化，所以蒸馏塔f中的馏出物t和p分别为丙酮和苯酚。【解题技巧】有机物粗产品常常是与过剩的原料、溶剂和副产物混合在一起的，要得到纯度较高的产品，还需要进行精制。精制的实质就是把所需要的反应产物与杂质分离开来，这就需要根据各组分物理常数的差异，选择适当的混合物分离技术。如气体产物中的杂质，一般可通过装有液体或固体吸收剂的洗涤瓶或洗涤塔除去；液体产物可借助萃取或蒸馏的方法进行纯化；固体产物则可利用沉淀分离、重结晶或升华的方法进行精制。有时还可以通过离子交换或色层分离的方法来达到纯化物质的目的。三、典例分析，建构解题思维模型有机物制备实验的基本模型是反应原理的选择、装置的装配、实验操作的步骤、杂质的分析、产物的分离与提纯、产率的计算等。每一阶段的问题总是围绕着原料经济、操作简单、产量更高、纯度更好的目的展开。有了这个模型，就能将具体的问题套入相应的模型中，就能看清问题的本质，具体明确地回答各种问题。【典例】（2014 全国 26）乙酸异戊酯是组成蜜蜂信息素的成分之一，具有橡胶的香味。实验室制备乙酸异戊酯的反应、装置示意图和有关信息如下：实验步骤：在a中加入4.4 g的异戊醇，6.0 g的乙酸、数滴浓硫酸和23片碎瓷片，开始缓慢加热a，回流50分钟，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硫酸镁固体，静置片刻，过滤除去硫酸镁固体，进行蒸馏纯化，收集140143 馏分，得乙酸异戊酯3.9 g。回答下列问题：（1）装置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上口倒出 b直接将乙酸异戊酯从分液漏斗下口放出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放出（4）本实验中加入过量乙酸的目的是： .（5）实验中加入少量无水硫酸镁的目的是： （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： a.30 b.40 c. 50 d.60（8）在进行蒸馏操作时，若从130 开始收集馏分，产率偏 (填高或者低)原因是_. 【解析】试题内容思维模型实验目的由乙酸、异戊醇制备乙酸异戊酯原料的选择：廉价，易得，经济，环保，成本低。实验原理科学，可行，无污染，条件易控，副反应（副产品）少。实验装置仪器使用正确，微型化、简单化、方便操作。操作步骤1.在a中加入异戊醇、乙酸、数滴浓硫酸和碎瓷片，2缓慢加热a，回流50分钟，3.将粗产品冷却、除杂、洗涤、干燥，4.蒸馏纯化，收集精产品。操作简便、步骤少，顺序合理、安全、无重复。实验现象现象明显最优化产物分离提纯反应液冷至室温后，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硫酸镁固体，静置片刻，过滤除去硫酸镁固体，进行蒸馏纯化，收集140143 馏分，得乙酸异戊酯3.9 g。杂质的成分，分离的方法，确定分离方法的依据。产率n(乙酸)=0.1mol n(异戊醇)=0.05mol n(乙酸异戊酯)=0.03mol 按异戊醇计算的理论产量为0.05mol，实际产量0.03mol;产率为0.03/0.05100%=60%。理论产量，实际产量。【答案】（1）仪器b是球形冷凝管（2）第一次水洗主要是洗掉浓硫酸和过量的乙酸。第二次水洗则主要是洗去上一步加入的饱和nahco3。主要从物质的溶解性和存在的杂质考虑。（3）乙酸异戊酯比水要轻，分液时下层必须从下口放出，上层液体从上口倒出。所以选d。（4）由于乙酸的沸点最低，所以会有较多的乙酸挥发损耗，加入过量的乙酸可以保证使异戊醇更多的转化为产品 (8)会使产率偏高，溶于乙酸异戊酯的异戊醇会进入到产品中。【解题技巧】有机物制备实验题的解题思维程序一般是：明白实验目的，根据实验目的分析和理解实验原理与步骤，认识实验仪器和装置，由制备装置和实验步骤（流程图）分析生成的产物、分离提纯产物、检验产物、收集产物。有机物制备实验题的信息处理的方法、技巧与课本原型（如例1与教材乙酸乙酯的制备）对比，实现知识能力的正迁移：例1乙酸乙酯的制备对比分析原料选择乙酸过量提高异戊醇的转化率乙醇过量提高乙酸的转化率乙醇较乙酸廉价易得，乙酸较异戊醇廉价易得，提高贵重原料转化率原料混合往异戊醇中加入醋酸、浓硫酸混合液往乙醇中加入醋酸、浓硫酸混合液参考异戊醇的密度与乙醇差不多，原料混合的操作也相同。实验原理1异戊醇4.4 g，乙酸6.0 g2浓硫酸、碎瓷片3缓慢加热1无水乙醇、冰醋酸2浓硫酸、碎瓷片3文火加热酯化反应原理，条件控制几乎一样实验装置1使用球形冷凝管2饱和nahco3溶液洗涤粗产品1长导管2饱和碳酸钠溶液接收粗产品乙酸异戊酯的沸点较高，不易蒸出，在烧瓶中分层。乙酸乙酯的沸点较低，蒸出，用试管接收。实验操作缓慢加热迅速升温文火加热乙醇易挥发，迅速进入反应状态，通过控制温度，控制副反应程度实验现象在烧瓶中分层在接收试管中与碳酸钠溶液分层生成酯类物质性质相似，油状密度小于水，在上层。产品分离提纯冷却、分液、洗涤、干燥，蒸馏分液、干燥，蒸馏杂质未反应完的反应物，主反应的副产物，副反应产物。由于醇、酸、酯、