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文档简介
题型08有机物的制备
01卜
在近几年的高考中,“有机实验”在高考中频频出现,主要涉及到有机物的制备、有机物官能团性质实验
探究等。常常考查蒸僧和分液操作、反应条件的控制、产率的计算等问题。
真题回顾
1、(2023•全国课标卷)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:
物质性状熔点厂C沸点/℃溶解性
难溶于冷水
安息香白色固体133344
溶于热水、乙醇、乙酸
不溶于水
二苯乙二酮淡黄色固体95347
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10mL冰乙酸、5mL水及9.0gFeCl3-6H2O,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2.0g安息香,加热回流45〜60min。
③加入50mL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75%的乙醇重结晶,干燥后得淡黄色结晶L6g。
(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0
(4)在本实验中,FeCk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
FeCh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0
(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.85%b.80%c.75%d.70%
【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FeCL又氧化为FeCb,FeCb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9.0gFeCB6H2O,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。
(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)FeCb为氧化剂,则铁的化合价降低,还原产物为FeCb,若采用催化量的FeCb并通入空气制备二苯
乙二酮,空气可以将还原产物FeCL又氧化为FeCb,FeCb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;
(7)由于安息香(Cl4Hl2。2)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2.0go则产率约为荒xl00%=80%。
2、(2023•辽宁卷)2—睡吩乙醇(M1=128)是抗血栓药物氯毗格雷的重要中间体,其制备方法如下:
OaCK?
喔吩2-曝吩钠2-曝吩乙醇钠2-曝吩乙醇
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.制曝吩钠。降温至10℃,加入25mLl1塞吩,反应至钠砂消失。
III.制嚷吩乙醇钠。降温至-10℃,加入稍过量的环氧乙烷的四氢味喃溶液,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Mgs。,,静置,过滤,对滤液进行蒸储,蒸出四氢吠喃、睡吩和液体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
fl
(2)唆吩沸点低于口比咯(TN,)的原因是_______。
H
(3)步骤II的化学方程式为。
(4)步骤ni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pH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Mgs。4的作用为o
(7)产品的产率为(用Na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
H
(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,选c。
(2)睡吩沸点低于此咯)的原因是:XN/中含有N原子,可以形成分子间氢键,氢键可以使熔
HH
沸点升高。
(4)步骤ni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』塞吩乙醇钠水解生成』塞吩乙醇的过程中有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)步骤V中的操作有过滤、蒸储,蒸储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Mgs。’的作用是:除去水。
460a
⑺步骤I中向烧瓶中加入300mL液体A和4.60g金属钠,Na的物质的量为行而=。加。1,步骤n中Na
完全反应,根据方程式可知,理论上可以生成0.2mol2』塞吩乙醇,产品的产率为
17.92g
x100%=70.0%-
0.2molxl28g/mol
3、(2023•山东卷)三氯甲硅烷(SiHCh)是制取高纯硅的重要原料,常温下为无色液体,沸点为31.8C,熔
A
点为-126.5C,易水解。实验室根据反应Si+3HCl=SiHCL+H2,利用如下装置制备SiHCL粗品(加热及夹
持装置略)。回答下列问题:
(1)制备SiHCh时进行操作:⑴……;(ii)将盛有硅粉的瓷舟置于管式炉中;(iii)通入HC1,一段时间后接
通冷凝装置,加热开始反应。操作⑴为;判断制备反应结束的实验现象是-图示装置存在的两
处缺陷是o
(2)已知电负性Cl>H>Si,SiHCl,在浓NaOH溶液中发生反应的化学方程式为。
(3)采用如下方法测定溶有少量HC1的SiHCh纯度。
样品经水解、干燥等预处理过程得硅酸水合物后,进行如下实验操作:①,②(填操作名称),
③称量等操作,测得所得固体氧化物质量为n^g,从下列仪器中选出①、②中需使用的仪器,依次为(填
标号)。测得样品纯度为(用含叫、tn2的代数式表示)。
【答案】(1)检查装置气密性当管式炉中没有固体剩余时C、D之间没有干燥装置,没有
处理氢气的装置
(2)SiHCl3+5NaOH=Na2SiO3+3NaCl+H2T+2H2O
(3)高温灼烧冷却AC岑3"x100%
60吗
【解析】氯化氢气体通入浓硫酸干燥后,在管式炉中和硅在高温下反应,生成三氯甲硅烷和氢气,由于三
氯甲硅烷沸点为31.8。口熔点为-1265C,在球形冷凝管中可冷却成液态,在装置C中收集起来,氢气则
通过D装置排出同时D可处理多余吸收的氯化氢气体。
(1)制备SiHCb时,由于氯化氢、SiHCb和氢气都是气体,所以组装好装置后,要先检查装置气密性,然
后将盛有硅粉的瓷舟置于管式炉中,通入氯化氢气体,排出装置中的空气,一段时候后,接通冷凝装置,
加热开始反应,当管式炉中没有固体剩余时,即硅粉完全反应,SiHCb易水解,所以需要在C、D之间加一
个干燥装置,防止D中的水蒸气进入装置C中,另外氢氧化钠溶液不能吸收氢气,需要在D后面加处理氢
气的装置;
(2)已知电负性Cl>H>Si,则SiHCb中氯元素的化合价为-1,H元素的化合价为-1,硅元素化合价为+4,
所以氢氧化钠溶液和SiHCb反应时,要发生氧化还原反应,得到氯化钠、硅酸钠和氢气,化学方程式为:
SiHCl3+5NaOH=Na2SiO3+3NaCl+H2t+2H2O;
(3)mig样品经水解,干燥等预处理过程得到硅酸水合物后,高温灼烧,在干燥器中冷却后,称量,所用
仪器包括用竭和干燥器,所得固体氧化物为二氧化硅,质量为m2g,则二氧化硅的物质的量为n(SiO2尸喂mol,
rn
一……/x(28+l+35.5x3)135.5m
样品纯度为60')2xl00%
xlOO%60外o
mx
si解题必备
一、有机物制备的的基本操作
1、明确有机物实验中常用的操作
酒精灯的火焰温度一般在400〜500。,乙酸乙酯的制取、石油的蒸储等实验
加热选用酒精灯加热,若温度要求更高,可选用酒精喷灯或电炉加热。除上述加
热方式外还可以根据加热的温度要求选择水浴、油浴、沙浴加热
防暴沸加沸石(碎瓷片),防止溶液暴沸,若开始忘加沸石(碎瓷片),需冷却后补加
有机物易挥发,因此在S2应中通常要采用冷凝回流装1野以减少有机物的挥
发,提高原料的利用率加1产物的产率。如图1、图3中的冷凝管,图2中的长
玻璃管B的作用都是冷者定回流。
冷凝回流
口
空泡混合物粉/
图1图2漠苯制取图3溟苯制取
2、了解提纯有机物的常用流程
制取的有机物中常含有一定量的杂质(无机物与有机物),提纯时可根据杂质与制得有机物性质的差异设
计实验进行分离提纯,常用的提纯流程如下:
水洗碱洗或盐洗水洗干燥蒸储
除去水1;除去在水中;;除去前!|除去水,1利用有机物的
溶性杂1溶解性小;:一步引::干燥有怫点不同,除
质(如,(如Br?)或;1入的碱机物1去产品中混有
酸等)|残留的水溶1(或盐)|1的不溶于水的
性杂质;有机物杂质
二、有机物制备实验题的解题模板
[定4
分离产率
3标产引
备原理F装量/提纯计算
分析制备流程
原子利用率操作反应条件依据产品和杂质的性
高、污染小简单控制方便质差异选择合适方法
盘点仪器装置
球形冷凝管长导管
〃冷凝作用亦[温度计
/回流作用冷凝管
滴液号
温度计的
温漏斗
正确位置J瓶
度信酒精利水晶收
计三颈Tf防倒吸
烧瓶:
号-吸收剂
①识别常见实验仪器:蒸储烧瓶、三颈烧瓶、恒压滴液漏斗、直形冷凝管(冷凝作用)、球
形冷凝管(冷凝回流);
②熟悉常见的有机干燥剂:无水氯化钙、无水硫酸镁、无水硫酸钙、无水碳酸钾等;
关键点分析
③了解常见的制备装置:回流装置、滴加蒸出装置;
④了解有机反应的特点:副反应多。根据题目中的信息确定在该条件下的主要副反应,以
便明确主要杂质,了解分离提纯的目的
三、常见有机物分离提纯的方法
1、分液:用于分离两种互不相溶(密度也不同)的液体。
2、蒸储:用于分离沸点不同的互溶液体。分馆的原理与此相同。
温度计的位置:
水银球在蒸播
烧瓶支管口处
碎瓷片的作用:
防止溶液暴沸
温度计水银球的位若要控制反应温度,温度计的水银球应插入反应液中,若要选择收集某温度下的储分,
置则温度计的水银球应放在蒸储烧瓶支管口附近
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,又能用于冷凝收集储
分
冷凝管的进出水方
下口进上口出
向
酒精灯的火焰温度一般在400~500℃,所以需要温度不太高的实验都可用酒精灯加
加热方法的选择热
水浴加热的温度不超过100℃
防暴沸加沸石或碎瓷片,防止溶液暴沸,若开始忘加沸石,需冷却后补加
3、洗气:用于除去气体混合物中的杂质,如乙烷中的乙烯可通过滨水洗气除去。
4、萃取分液:如分离澳水中的澳和水,可用四氯化碳或苯进行萃取,然后分液。
四、有机物制备实验题的答题思路
有机物制备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
根据题给信息,初有机化合物的密度、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
步判定物质性质地比较,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。主要根据这些数据选择分离、提纯的方法
注意仪器名称和
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
作用
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
关注有机反应条行除杂、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
件物,以提高另一种有机物的转化率和生成物的产率(产率计算公式:产率=
实际产量.nn0/.
理论产重
1、(2024湖北省十一校高三上学期第一次联考)2』塞吩乙醇(M1=128)是抗血栓药物氯此格雷的重要中间
体,其制备方法如下:
曝吩2』塞吩钠2』塞吩乙醇钠2-睡吩乙醇
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.制曝吩钠。降温至10℃,加入25mL嚷吩,反应至钠砂消失。
III.制嚷吩乙醇钠。降温至-10℃,加入稍过量的环氧乙烷的四氢吠喃溶液,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Mgs。”静置,过滤,对滤液进行蒸储,蒸出四氢味喃、唆吩和液体A后
得到产品17.92g。
请回答下列问题:
(1)曝吩是化学性质较稳定的液体,广泛存在于煤焦油中,在煤炭过程中可以得到大量煤焦油,并
通过对煤焦油(填操作方法)可得到曝吩;
(2)步骤I中液体A可以选择0
a.乙醇b.水c.液氨d.甲苯
(3)步骤n的化学方程式为=
(4)步骤涉及的反应放热,为防止温度过高引发副反应,加入环氧乙烷溶液的常用方法是=
(5)步骤IV中用盐酸调节pH的目的是。
(6)下列仪器在步骤V中不需使用的是(填名称)。
(7)产品的产率为(用Na计算,精确至0.1%)。
【答案】(1)焦化蒸储(或分储)
(2)d(3)2+2Na-^^2^F^N+H2T
(4)少量多次加入(5)提供酸性环境,利于水解并产生可溶性的NaCL便于后续分液
(6)球形冷凝管和分液漏斗
(7)70.0%
【解析】将钠加热得到小钠珠,降温至10℃,加入25mL睡吩,反应至钠砂消失,降温至-10℃,加入
稍过量的环氧乙烷的四氢吠喃溶液,反应得到2』塞吩乙醇钠,酸性条件下水解得到2』塞吩乙醇,分液得到
有机相,干燥、过滤、蒸镭分离得到产品。(1)在煤炭焦化过程中可以得到大量煤焦油,利用物质的沸点
不同,通过对煤焦油蒸储(或分镭)可得到睡吩;
(2)钠能与乙醇、水、液氨发生置换反应,因此只能选择甲苯作为溶剂,故选d;
(3)由流程可知,钠和嚷吩在10℃发生置换反应生成睡吩钠和氢气,其化学方程式为
10C
2+2Na°>2/ry^+H2f;
(4)因反应放热,为防止温度过高引发副反应,应将环氧乙烷溶液少量多次加入;
(5)该过程为将2』塞吩乙醇钠水解为2-曝吩乙醇,提供酸性环境,利于水解并产生可溶性的NaCl,便于
后续分液:
(6)向有机相中加入无水硫酸镁的目的为吸水干燥,进行过滤所需的装置为:漏斗、烧杯、玻璃棒;后续
的蒸储过程中所需的仪器有:酒精灯、蒸储烧瓶、温度计、直形冷凝管、尾接管、锥形瓶,因此用不到的
仪器为球形冷凝管和分液漏斗。
(7)4.60g金属钠为0.2mol,按Na计算,0.2molNa理论上产物2』塞吩乙醇的物质的量为0.2mol,质量为
1792g
25.6g,实际得到的产物为17.92g,因此其产率为‘八Ex100%=70.0%。
25.60g
COOH
),是常用的解热镇痛
OOCCH,
药。合成原理:a
Cr°H,??浓硫酸/^O-C-CHs
(T+CH3-C-O-C-CH3^=^(T+ci
D^COOH△V^COOH
水杨酸乙酸酎阿司匹林
查阅资料:
阿司匹林:相对分子质量为180,分解温度为128~135℃,溶于乙醇、难溶于水;
水杨酸:相对分子质量为138,溶于乙醇、微溶于水;
乙酸酎:相对分子质量为102,无色透明液体,遇水形成乙酸。
图1
制备过程:
①如图1向三颈烧瓶中加入3.45g水杨酸、新蒸出的乙酸酎20mL(p=1.08g-mL」),再加10滴浓硫酸反复振
荡后,连接回流装置,搅拌,7(FC加热半小时。
②冷却至室温后,将反应混合液倒入100mL冷水中,并用冰水浴冷却15min,用图2装置减压抽滤,将所
有晶体收集到布氏漏斗中。抽滤过程中用少量冷水多次洗涤晶体,继续抽滤,尽量将溶剂抽干,得到乙酰
水杨酸粗品。
提纯过程(重结晶法):
③将粗产品转至烧瓶中,装好回流装置,向烧瓶内加入100mL乙酸乙酯和2粒沸石,加热回流,进行热溶
解。然后趁热过滤,冷却至室温,抽滤,洗涤,干燥,得无色晶体状乙酰水杨酸。
(1)图1装置中仪器A的名称是0
(2)步骤①中加热宜采用,冷凝回流过程中外界的水可能进入三颈烧瓶,导致发生
副反应(用化学方程式作答),降低了水杨酸的转化率o
(3)步骤②用冷水洗涤晶体的目的是,用图2装置减压抽滤后
的操作是»
(4)步骤③中肯定用不到的装置是(填序号)。
ABCD
重结晶时为了获得较大颗粒的晶体产品,查阅资料得到如下信息:
a.不稳定区出现大量微小晶核,产生较多小颗粒的晶体
b.亚稳过饱和区,加入晶种,晶体生长
c.稳定区晶体不可能生长
由信息和已有的知识分析,从温度较高浓溶液中获得较大晶体颗粒的操作为o
(5)最终称量产品质量为2.61g,则所得乙酰水杨酸的产率为%(精确到0.01)。
【答案】(1)球形冷凝管
(2)水浴加热CH3COOCOCH3+H2O2CH3COOH
(3)洗去产品表面附着的水杨酸等杂质关闭气泵,拆开装置,将粗品转移至烧瓶中
(4)B在亚稳过饱和区加入晶种,并缓慢降温
(5)58
【解析】70。(3加热处于水沸点以内,应该使用水浴加热,反应生成乙酰水杨酸粗品,乙酰水杨酸难溶于水,
用冷水洗涤并减压抽滤,再通过重结晶法得到产品;通过已知所给的数据可以求出水杨酸完全转化生成乙
酰水杨酸的质量,然后由已知实际产品质量求出产率。
(1)图1装置中仪器A的名称是球形冷凝管;
(2)步骤①中70。(2加热半小时,宜采用水浴加热,可使反应体系均匀受热;已知,乙酸酎遇水形成乙酸,
则冷凝回流过程中外界的水可能进入三颈烧瓶,导致发生副反应CH3COOCOCH3+H2O2CH3COOH,降低
了水杨酸的转化率。
(3)阿司匹林难溶于水,水杨酸微溶于水;步骤②用冷水洗涤晶体的目的是洗去产品表面附着的水杨酸等
杂质;用图2装置减压抽滤后的操作是关闭气泵,拆开装置,将粗品转移至烧瓶中;
(4)步骤③用到加热回流装置C、抽滤装置D、干燥装置A,不需要固体加热装置B;由题干可知:亚稳
过饱和区,加入晶种,晶体生长可以得到较大晶体颗粒;故从温度较高浓溶液中获得较大晶体颗粒的操作
为:在亚稳过饱和区加入晶种,并缓慢降温;
345g
(5)3.45g的物质的量为138新蒸出的乙酸酎20mL(p=1.08gnLT),则
COOH
20mLx1.08g«mL1
CH3coOCOCH3的物质的量为BO.212mo1,则反应中乙酸酎过量,0.025mol
102g/mol
COOH
*COOH
完全反应生成0.025moL(X,则阿司匹林质量为0.025molxi80g/mol=4.5g;故所得乙酰水杨酸的
"OOCCH,
产率为空追xl00%=58%。
4.5g
3、(2023山东日照统考一模)环己酮()是一种重要的化工原料,一种由H2O2氧化环己醇制
备环己酮的实验方法如下:
减压蒸谶
7.8g产品
3.4kPa
相关数据如下:
密度沸点与水形成共沸物的沸点
物质部分性质
/g-cm-3/℃(101kPa)/℃
环己
0.96161.097.8能溶于水,具有还原性,易被氧化
醇
环己155.0
0.9595.0微溶于水,遇氧化剂易发生开环反应
酮98.0/3.4kPa
回答下列问题:
(1)FeCL的作用是:加入食盐的目的是.
(2)环己酮的产率受H2O2用量的影响,当环己酮产率达最大值后,增加H2O2的用量其产率反而下降,原
因是o
(3)减压蒸储的装置如下图所示,为了便于控制温度,加热方式最好选用(填“水浴”或“油浴”)。进
行减压蒸储时,使用磁力加热搅拌器加热,磁子的作用除搅拌使混合物均匀受热外,还有O
减压蒸储的操作顺序为:打开双通旋塞,打开真空泵,缓慢关闭双通旋塞,接通冷凝水,开启磁力加热搅
拌器,进行减压蒸储。减压蒸储完成后,需进行下列操作,正确的操作顺序是(填标号)。
a.关闭真空泵b.关闭磁力加热搅拌器,冷却至室温
c.缓慢打开双通旋塞d.停止通冷凝水
(4)本实验中环己酮的产率为(保留2位有效数字)。
(5)传统的制备环己酮实验用酸性KzCrQ,作氧化剂,更易把环己醇氧化生成己二酸,该反应的离子方程式
为。
【答案】(1)催化剂降低环己酮在水中的溶解度,便以液体分离
(2)环己酮进一步被氧化发生开环反应
(3)油浴防止暴沸bdca
(4)83%或者0.83
+
(5)3+4Cr2O^+32H——>3HOOCCH2cH2cH2cH2coOH+8Cr3++19H2。
【解析】本实验题是用H2O2在FeCb的催化下氧化环己醇制备环己酮,先在10mL环己醇和2.0gFeCb混合,
在滴加30%H2O2在6(TC〜7(TC下反应70min制备环己酮,反应后的溶液中加入50mL水后进行蒸储得到共
沸储出液,向共沸储出液中加入食盐以减小环己酮在水中的溶解度,便于液体分离,搅拌后进行分液得到
有机层,主要含有环己酮和环己醇,向其中加入MgSC>4吸收表面的水分进行过滤得到的液体进行加压蒸储
即得较纯净的环己酮。(1)由分析可知,FeCb的作用是作为反应的催化剂,加入食盐的目的是降低环己酮
在水中的溶解度,便以液体分离;
(2)由题干已知信息可知,微溶于水,遇氧化剂易发生开环反应,故当环己酮产率达最大值后,增加H2O2
的用量将导致环己酮进一步发生开环反应,而导致其产率反而下降;
(3)由题干信息可知,环己酮的沸点为155。。故为了便于控制温度,加热方式最好选用油浴,进行减压
蒸储时,使用磁力加热搅拌器加热,磁子的作用除搅拌使混合物均匀受热外,还有防止暴沸的作用,根据
减压蒸储的操作顺序为:打开双通旋塞,打开真空泵,缓慢关闭双通旋塞,接通冷凝水,开启磁力加热搅
拌器,进行减压蒸储,减压蒸储完成后,先后需进行的操作为b.关闭磁力加热搅拌器,冷却至室温,d.停止
通冷凝水故C.缓慢打开双通旋塞,a.关闭真空泵,即正确的操作顺序是bdca;
(4)根据碳原子守恒有:n(环己酮)=n(环己醇尸---=0.096mol,本实验中环己酮的产率为
lOOg/mol
7.8g
xl00%=83%;
0.096molx98g/mol
(5)传统的制备环己酮实验用酸性K,CrQ,作氧化剂,更易把环己醇氧化生成己二酸,根据氧化还原反应配
平可得,该反应的离子方程式为
+
3OH+4Cr2O^+32H——>3HoOCCH2cH2cH2cH2coOH+8Cr3++l9%0。
4、(2023广东湛江统考二模)2一吠喃甲酸乙酯,相对分子质量为140)常用于合成香料,
是一种透明液体,不溶于水。实验室可用2-吠喃甲酸(,相对分子质量为112)和乙醇在浓硫
酸催化下反应制得2—吠喃甲酸乙酯,部分装置如图。
实验步骤:
步骤1:按图1装置,在250mL三颈瓶中加入35mL苯、0.5mL浓硫酸、12mL(约9.6g)无水乙醇,用仪器B
加入6g2—吠喃甲酸,控制反应液温度保持在68。口回流5.5h。
步骤2:将反应后的混合物倒入100mL水中,加入1.5g无水Na2c。3固体(20。(3时,100mL水中最多能溶解
20g无水Na2c03固体),搅拌、静置、过滤,向滤液中加入活性炭(用于吸附反应后混合物中的固体小颗粒),
再次搅拌、静置、过滤。
步骤3:将滤液静置,待分层后分离水相和有机相,并用苯对水层少量多次萃取,合并有机相(仍残留少量
水),再利用图2装置进行蒸储,保留少量浓缩液,待浓缩液冷却后,在乙醇中重结晶,得无色针状晶体6.2g。
几种物质的沸点如表:
物质2一吠喃甲酸乙酯2—吠喃甲酸乙醇苯和水恒沸物
沸点/℃1962307869
(1)仪器B的名称是;仪器A中出水口是(填"a”或"b”)。
(2)热水浴加热的主要优点有(答一条)。
(3)图2锥形瓶中收集的主要物质是oNa2cCh的作用是。
(4)本实验中,反应后混合物中的固体小颗粒的主要成分可能为_____(填化学式),步骤3中加入的苯的
作用是=
(5)本实验中2—峡喃甲酸乙酯的产率为(精确到小数点后一位)%。
(6)为了探究产品水解与介质酸碱性的关系,设计如表实验方案:
实验样品/mL加入的5.0mL物质热水浴温度/°C观察现象
①2.0蒸储水35油层不消失
②2.00.1mol*L-1NaOH溶液35油层很快消失
③2.0O.lmobL-1H2so4溶液35油层缓慢消失
上述实验得出的结论是o
【答案】(1)恒压(滴液)漏斗a
(2)使反应混合物受热均匀,温度容易控制
(3)苯和水除去残留酸
(4)C作萃取剂
(5)82.7
(6)酸、碱都能催化酯水解,碱的催化效率高于酸
【解析】如图1为反应发生装置,其中仪器A为球形冷凝管,用于冷凝回流,仪器B为恒压滴液漏斗,可
以平衡三口烧瓶和漏斗中的气压,使液体顺利滴下,步骤1发生反应的化学方程式为
40乂(°+CH3cH人干\+兄°,其中浓硫酸作催化剂和吸水剂;步骤2加入碳
OHo_7
酸钠是为了除去硫酸等;利用图2蒸储时,冷却水从下口进,上口出,温度计水银球置于支管口。(1)如
图1为反应发生装置,其中仪器A为球形冷凝管,用于冷凝回流,冷却水从b口进a口出,仪器B为恒压
滴液漏斗;
(2)热水浴加热的优点有:加热平稳,不像直接加热那样剧烈,易控制,加热均匀。适宜需要严格控制温
度的反应;
(3)根据表中部分物质的沸点数据,产物的沸点较高,苯和水的沸点较低,所以锥形瓶中收集到的是苯和
水;因为反应时加入了硫酸等酸性物质,所以步骤2加入碳酸钠的目的是除去残留的酸;
(4)步骤1制取2-吠喃甲酸乙酯时加入了浓硫酸,浓硫酸具有强脱水性,易使含C、H、0的有机物炭化,
所以该固体小颗粒为C;步骤3中加入苯是为了从水相中萃取出产物,减少损失,所以苯作萃取剂;
96s
(5)由题意,12mL(约9.6g)无水乙醇,物质的量为磁^0.21mo1,6g2-吠喃甲酸的物质的量为
行就?0.05mol,根据反应0^0+皿皿011吊入/>)人「+凡°,可知乙醇过量,
OH0^7
112140
按2-吠喃甲酸的的量计算,设理论上生成的2-吠喃甲酸乙酯的质量为x,则有丁=—,解得无=7.5g,
6gx
则2-吠喃甲酸乙酯的产率为等X100%=82.7%;
7.5g
(6)根据表中数据,其他条件相同时,中性环境中产品不水解,在酸和碱性环境中,产品均水解,且碱性
环境中酯的水解效率较高。
5、(2023安徽蚌埠统考三模)实验室制取澳苯的装置如图所示。向二颈烧瓶中先滴入0.5mLBm静置,
经片刻诱导期后反应开始。再缓慢滴加其余的Bn,维持体系微沸至Bn加完,70〜80。(3水浴15min。(诱
导期:催化反应中形成过渡态且总反应速率为0的时期)反应结束后产品处理:
f有机层IH
水洗
'机层n
一水层m
一水层H
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是0
(2)澳苯的制备需在无水条件下进行,原因是0
(3)A装置盛装(填试剂)用于检验诱导期已过,反应开始。
(4)当出现(填现象)时,证明反应已结束。
(5)产品后处理阶段,有机层I用10%NaOH溶液洗涤其离子反应方程式为,有机层n水洗的目
的是=
(6)有机层皿经干燥后分离出纯净澳苯的操作名称是0
【答案】(1)球形冷凝管
(2)催化剂FeBn遇水发生水解,失去催化活性
(3)AgNCh溶液
(4)体系中不再有红棕色的澳蒸气
(5)Br2+2OH=Br-+BrO-+H2O或Br2+6OH-=5Br+BiO]+3H2。除去Na+、Br、BrCT等无机离子
(6)蒸储
【解析】在澳化铁的催化作用下苯和澳发生取代反应生成澳苯和澳化氢,其中挥发出来的澳蒸汽和澳化氢
在经过四氯化碳的时候澳蒸汽被除掉,在洗气瓶A中用硝酸银检验产物中的澳化氢,最后注意尾气处理。
(1)由图可知仪器a的名称是球形冷凝管;
(2)该反应中需要催化剂澳化铁,而澳化铁容易水解,故答案为:催化剂FeBn遇水发生水解,失去催化
活性;
(3)苯和漠反应生成澳苯和澳化氢,其中澳化氢可以和硝酸银反应生成漠化银淡黄色沉淀,故A装置盛装
AgNCh溶液;
(4)澳容易挥发,澳蒸汽为红棕色,当诱导期结束后澳蒸汽就消耗完了,则红棕色消失,故答案为:体系
中不再有红棕色的澳蒸气;
(5)单质澳容易溶解在有机溶剂中,单质澳可以和氢氧化钠反应生成澳化钠和次澳酸钠,或者生成溟化钠
和澳酸钠,故离子方程式为:Br2+2OH-=Br+BrO-+H2。或Br2+6OH-=5Br-+BiO]+3H20;溶液中的离子容易
溶解在水中,故有机层II水洗的目的是除去Na+、Br\BrCT等无机离子;
(6)有机层皿的主要成分是苯和澳苯的混合物,两者沸点不同,故分离两者的操作方法为:蒸馆。
6、(2023安徽统考一模)醋酸钻与双水杨醛缩乙二胺形成的配合物[Co(II)Salen]具有可逆载氧能力,能模拟
金属蛋白的载氧作用,在催化氧化反应中应用广泛。合成反应如下所示,回答下列问题。
(1)合成装置如下图所示。氮气保护下,向含有双水杨醛缩乙二胺的乙醇溶液中缓慢滴加醋酸钻的乙醇溶
液,加热回流。A处应安装的仪器是(填名称),B处应安装的仪器是(填名称)。装
置C的作用是
(2)回流lh,沉淀转化为暗红色晶体。回流结束后进行如下操作:
A.停止通氮气B.停止加热C.关闭冷凝水
正确的操作顺序为(填标号)。充分冷却后将溶液过滤,洗涤并干燥,得到配合物[Co(H)Salen]。
IL载氧量测定
(3)将m克的[Co(n)Salen](相对分子质量为M)加入圆底烧瓶中,在恒压漏斗中加入DMF(配合物在DMF中
可吸氧),如下图搭建装置。通入氧气,赶尽体系内空气。检查仪器气密性的操作为:先关闭,
然后调节水平仪的水位至与量气管水位产生一定液面差。装置不漏气的现象是0
(4)调整水平仪高度,待量气管水位与水平仪水位齐平时,记录量气管水位的体积刻度为x。将DMF加
入圆底烧瓶,待吸氧反应结束后,再次使量气管水位与水平仪水位齐平,记录量气管水位的体积刻度V?。
已知大气压为P,氧气的压强为P(OJ,温度为t℃。配合物载氧量[n(吸收的。2):n([Co(H)Salen])]的计算式
为o
【答案】(1)球形冷凝管恒压漏斗液封
(2)BCA
(3)活塞1和活塞2液面差恒定
⑷P(02)(VM)M
R(273+t)m
【解析】由题意可知,制备配合物的操作为氮气保护作用下,向盛有双水杨醛缩乙二胺的乙醇溶液的三颈
烧瓶中缓慢滴入醋酸钻的乙醇溶液,加热回流lh,待沉淀转化为暗红色晶后停止加热、关闭冷凝水、停止
通入氮气,充分冷却后将溶液过滤、洗涤、干燥得到配合物。(1)由实验装置图可知,A处的装置为起冷
凝回流作用的球形冷凝管,B处装置为便于醋酸钻的乙醇溶液顺利流下的恒压漏斗;装置C的作用是,起
液封的作用,防止空气中的氧气进入三颈烧瓶中;
(2)由分析可知,回流结束后的操作为停止加热、关闭冷凝水、停止通入氮气,充分冷却后将溶液过滤、
洗涤、干燥得到配合物,顺序为BCA;
(3)由实验装置图可知,检查装置气密性的操作为关闭活塞1和活塞2,然后调节水平仪中水位至与量气
管产生一定的液面差,若液面差稳定,说明装置气密性良好;
(4)由题意可知,配合物DMF的物质的量为端mol。由理想气体状态方程可知DMF吸收氧气的物质的量
为P(RR)mol,则吸收氧气的物质的量和,配合物DMF的物质的量的比值为吗黑沪又凶。
7、(2023安徽淮北统考一模)青蒿素是高效的抗疟药,为无色针状晶体,易溶于有机溶剂,难溶于水,熔
点为156~157℃,温度超过60℃完全失去药效(已知:乙醛沸点为35℃)。从青蒿中提取青蒿素的一种工艺如
下:
青蒿粉末迎雪提取液竟「乙醛提纯
1_>粗品匹色青蒿素
索氏提取装置如图所示.实验时烧瓶中溶剂受热蒸发,蒸汽沿蒸汽导管2上升至装置a,冷凝后滴入滤纸套
筒1中,与青蒿粉末接触,进行萃取。萃取液液面达到虹吸管3顶端时,经虹吸管3返回烧瓶,从而实现
对青蒿粉末的连续萃取。回答下列问题:
索氏提取器
L滤纸套筒
2.蒸汽导管
3.虹吸管
(1)装置a的名称为
(2)索氏提取的青蒿素位于(填“圆底烧瓶”或“索氏提取器”)中;与常规的萃取相比,索氏提取
的优点是O
(3)提取液蒸储过程中选用下列哪种装置更好(填字母),原因是。
a.加水溶解、蒸发浓缩、冷却结晶
b.加70%的乙醇溶解、水浴加热、冷却结晶、过滤
C.加入乙醛进行萃取分液
(5)青蒿素(
取样品8.0g配制成250mL溶液,取25.00mL加入锥形瓶中,再加入足量的KI溶液和几滴淀粉溶液,用
01111011/冲25203标准液滴定。(已知:I2+2S2O^=2r+S4O^,M(青蒿素)=282g/mol)
①滴定终点的现象为;
②三次滴定数据记录如下:
标准液读数(mL)
滴定次数待测液体(mL)
滴定前读数滴定后读数
第一次25.001.50
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