实验与有机的融合-有机实验

(三)实验与有机的融合——有机实验1.(2023·湖南卷,3)下列玻璃仪器在相应实验中选用不合理的是(

)A.重结晶法提纯苯甲酸:①②③B.蒸馏法分离CH2Cl2和CCl4:③⑤⑥C.浓硫酸催化乙醇制备乙烯:③⑤D.酸碱滴定法测定NaOH溶液浓度:④⑥类型1有机物制备、检验与除杂选择题√解析:粗苯甲酸中含有少量氯化钠和泥沙,需要利用重结晶法来提纯苯甲酸,具体操作为加热溶解、趁热过滤和冷却结晶,此时利用的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒,A选项装置选择不合理;蒸馏法需要用到温度计以测量蒸气温度、蒸馏烧瓶用来盛装混合溶液、直形冷凝管进行冷凝、锥形瓶用于盛装收集到的馏分,B选项装置选择合理;浓硫酸催化制乙烯需要控制反应温度为170℃,需要利用温度计测量反应体系的温度,用蒸馏烧瓶作反应容器,C选项装置选择合理;酸碱滴定法测定NaOH溶液浓度是用已知浓度的酸液滴定未知浓度的碱液,酸液盛装在酸式滴定管中,用锥形瓶盛装NaOH溶液,D选项装置选择合理。2.(2021·湖北卷,7)某兴趣小组为制备1-氯-2-甲基丙烷(沸点69℃),将2-甲基-1-丙醇和POCl3溶于CH2Cl2中,加热回流(伴有HCl气体产生)。反应完全后倒入冰水中分解残余的POCl3,分液收集CH2Cl2层,无水MgSO4干燥,过滤、蒸馏后得到目标产物。上述过程中涉及的装置或操作错误的是(夹持及加热装置略)(

)√解析:将2-甲基-1-丙醇和POCl3溶于盛在三口烧瓶中的CH2Cl2中,搅拌、加热回流(反应装置中的球形冷凝管用于回流),制备产物,A项正确;产生的HCl可用NaOH溶液吸收,但要防止倒吸,导气管不能直接插入NaOH溶液中,B项错误;分液收集CH2Cl2层需用到分液漏斗,振摇时需将分液漏斗倒转过来,C项正确;蒸馏时需要用温度计控制温度,冷凝水从下口进、上口出,D项正确。1.(2023·重庆南开中学阶段练)实验室利用环己酮和乙二醇反应可以制备环己酮缩乙二醇,反应原理及实验装置如图所示:√√2.(2023·山东潍坊模拟预测)实验室初步分离苯甲酸乙酯、苯甲酸和环己烷的流程如图:已知:苯甲酸乙酯的沸点为212.6℃,“乙醚-环己烷-水共沸物”的沸点为62.1℃。下列说法错误的是(

)A.操作a和操作b不同B.操作c为重结晶提纯C.无水MgSO4和饱和碳酸钠溶液的作用相同D.由该流程可以说明苯甲酸和苯甲酸钠在水中的溶解度差别很大√解析:加入饱和Na2CO3溶液可降低酯的溶解度同时与苯甲酸反应产生可溶于水的苯甲酸钠,液体分层,分离方法为分液。共沸物和苯甲酸乙酯的沸点相差大,可利用沸点不同进行蒸馏分离。萃取液中加入H2SO4溶液产生苯甲酸,其在水中的溶解度较低,利用过滤获得苯甲酸晶体。有机相和水相分层,分离方法为分液(操作a),而分离互溶的有机物,应选择蒸馏(操作b),A项正确;苯甲酸粗品为含杂质的固体,可选择重结晶提纯(操作c),B项正确;无水MgSO4的作用为干燥有机物,而饱和Na2CO3溶液的作用为降低酯在水中的溶解度同时与苯甲酸反应生成苯甲酸钠,C项错误;苯甲酸钠可溶于水中形成溶液,而苯甲酸在水中析出了晶体,可见两者溶解性差异很大,D项正确。操作步骤如下:ⅰ.向仪器A内加入环己醇、冰醋酸,逐滴加入NaClO溶液,30℃条件下反应30min后冷却。ⅱ.向仪器A内加入适量饱和NaHSO3溶液,用NaOH溶液调节溶液显中性后加入饱和NaCl溶液,然后经分液、干燥、蒸馏得到环己酮。下列叙述错误的是(

)A.饱和NaCl溶液可促进有机相和无机相分层B.饱和NaHSO3溶液的主要作用是除去CH3COOHC.冰醋酸既作为溶剂,同时可增强NaClO溶液的氧化性D.若NaClO溶液滴加过快,仪器A中会产生少量黄绿色气体√解析:饱和氯化钠溶液可促进有机相和无机相分层,A正确;饱和亚硫酸氢钠溶液的主要作用是除去未反应的NaClO,B错误;冰醋酸为有机溶剂,同时可增强NaClO溶液的氧化性,是由于次氯酸根离子在酸性条件下氧化性增强,C正确;若NaClO溶液滴加过快,酸性条件下与其氯化钠溶液反应会产生氯气,故三颈烧瓶中会产生少量黄绿色气体,D正确。4.(2023·山东烟台二模)实验室以甲苯和Mn2O3为原料制备苯甲醛的主要流程如图。下列说法错误的是(

)A.“氧化”反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1B.“氧化”时间过长,部分苯甲醛会转化为苯甲酸C.分液时,上层液体从分液漏斗上口倒出D.蒸馏时,温度计水银球应插入液面以下解析:由题给流程可知,甲苯与三氧化二锰、稀硫酸反应生成苯甲醛,分液得到含有硫酸锰的水相和含有苯甲醛的有机相;有机相经蒸馏得到甲苯和苯甲醛。由分析可知,“氧化”发生的反应为甲苯与三氧化二锰、稀硫酸反应生成苯甲醛,由得失电子数目守恒可知,反应中氧化剂三氧化二锰与还原剂甲苯的物质的量之比为2∶1,故A正确;苯甲醛具有还原性,可被氧化为苯甲酸,所以若“氧化”时间过长,部分苯甲醛会转化为苯甲酸,故B正确;分液时,下层液体应从分液漏斗下口放出,上层液体从分液漏斗上口倒出,故C正确;蒸馏时,温度计水银球应放在蒸馏烧瓶的支管口处,不能插入液面以下,故D错误。(2023·辽宁卷,17)2-噻吩乙醇(Mr=128)是抗血栓药物氯吡格雷的重要中间体,其制备方法如下:类型2有机物制备综合实验题Ⅰ.制钠砂。向烧瓶中加入300mL液体A和4.60g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30min;加盐酸调pH至4～6,继续反应2h,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MgSO4,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17.92g。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c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。可以形成分子间氢键,氢键可以使熔、沸点升高(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

。

少量多次地滴加环氧乙烷溶液,解析:(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少量多次地滴加环氧乙烷溶液,并边加边搅拌。并边加边搅拌(5)步骤Ⅳ中用盐酸调节pH的目的是

。

将NaOH中和,使平衡正向移动,增大反应物的转化率解析:(5)2-噻吩乙醇钠水解生成2-噻吩乙醇的过程中有NaOH生成,用盐酸调节pH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)下列仪器在步骤Ⅴ中无需使用的是

(填名称);无水MgSO4的作用为

。

球形冷凝管和分液漏斗除去水解析:(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MgSO4的作用是除去水。(7)产品的产率为

(用Na计算,精确至0.1%)。

70.0%1.(2023·天津河西统考二模)环己烯是重要的化工原料。其实验室制备流程如图:回答下列问题:Ⅰ.环己烯的制备与提纯(1)检验原料环己醇中是否含有苯酚杂质,所需试剂与现象分别为

、

。

解析:Ⅰ.(1)苯酚遇到FeCl3溶液显紫色,而环己醇和FeCl3溶液不反应。FeCl3溶液溶液显紫色(2)操作1的装置如图所示(加热和夹持装置已略去)。①仪器B的作用为

。

解析:(2)①仪器B的作用为冷却环己醇蒸气,回流环己醇,减少环己醇蒸出。减少环己醇蒸出②烧瓶A中反应为可逆反应,写出其中反应的化学方程式:

。

③A中反应催化剂不选用浓硫酸的原因是

。

解析:③A中反应催化剂不能用浓硫酸,因为浓硫酸易使原料碳化并产生有毒气体SO2,且不利温度控制,易生成醚类副产品。浓硫酸易使原料碳化并产生有毒气体SO2,且不利温度控制,易生成醚类副产品(3)操作2分离方法名称是

。

解析:(3)分离互不相溶的液体采用分液,故操作2分离方法名称是分液。分液(4)完善操作3的步骤:①安装蒸馏装置;②加入待蒸馏的物质和沸石;③

;

④加热;⑤弃去前馏分;⑥

;

⑦停止加热;⑧停止通冷凝水。解析:(4)操作步骤为①安装蒸馏装置;②加入待蒸馏的物质和沸石;③通冷凝水;④加热;⑤弃去前馏分;⑥收集83℃的馏分;⑦停止加热;⑧停止通冷凝水。通冷凝水收集83℃的馏分解析:Ⅱ.(5)①淀粉溶液遇到I2变蓝,故滴定所用指示剂为淀粉溶液。淀粉溶液②样品中环己烯的质量分数为

(用含x、y、c、V的代数式表示)。操作步骤:①向250mL的三口烧瓶中依次加入2.0550g对硝基甲苯、6.0gK2Cr2O7粉末及15mL水,在搅拌下滴入10mL浓硫酸(过量),并用冷水冷却;②加热回流0.5h;③待反应物冷却后,搅拌下加入40mL冰水,析出沉淀,抽滤;④将③所得固体放入20mL5%硫酸溶液中,沸水浴上加热10min,冷却后抽滤并洗涤;⑤将④所得固体溶于10mL5%NaOH溶液中,50℃温热后抽滤,在滤液中加入1g活性炭,煮沸,趁热抽滤;⑥充分搅拌下将⑤所得滤液慢慢加入盛有60mL15%硫酸溶液的烧杯中,经“一系列操作”得产品,称重为2.0g。部分物质的用量及物理常数如下表:药品名称颜色状态相对分子质量熔点/℃沸点/℃水溶解性对硝基甲苯淡黄色晶体13751.3237.7不溶重铬酸钾橘红色结晶体粉末294398500易溶对硝基苯甲酸黄白色晶体167242难溶回答下列问题:(1)配平化学方程式:1141151(2)仪器a的名称为

,操作②中,仪器a上可能会有淡黄色晶体析出,该晶体的主要成分为

(填化学名称),析出的原因是