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文档简介
专题二十六有机物的制备探究
典例分析
【考查方式】
制备合成过程
反应原理:包括合成路线的选择与评价,需要考生理解不同反应条件、反应物和催化剂等对
合成路线的影响,并能分析其优缺点;还会考察可能的副反应,要求考生根据反应条件和反
应物的性质预测副反应的发生,以及副反应对产物纯度和产率的影响.
反应装置:涉及仪器的选择、识别,例如根据反应类型和反应物、产物的状态及反应条件,
选择合适的烧瓶、冷凝管、漏斗等仪器;同时会考查装置作用分析,如冷凝管的冷凝回流作
用、分水器的分离水和有机物的作用、干燥管的防潮作用等.
操作顺序:加料顺序是重要考点之一,考生需明确不同反应物的加入顺序及原因,如先加固
体后加液体、先加催化剂后加反应物等;还会考查点火加热顺序以及反应条件的控制,包括
温度、压强、催化剂用量等条件的控制原理和方法,以及这些条件对反应速率、平衡移动和
产物产率的影响.
物质的分离提纯过程
分析杂质:要求考生能够根据反应原理和反应物的性质,分析产品中可能混有的杂质,包括
未反应完全的原料、生成物中除产物外的其他物质以及副反应产物等,并理解杂质的产生原
理.
除杂试剂:考察所加试剂的作用及目的,考生需掌握常见除杂试剂的性质和用途,如用饱和
碳酸钠溶液除去乙酸乙酯中的乙酸、用氢氧化钠溶液除去澳苯中的澳等,并能根据杂质的性
质选择合适的除杂试剂.
除杂方法:涉及操作顺序、注意事项等细节,如分液、蒸储、过滤、重结晶等分离提纯方法
的适用条件和操作要点,以及在进行多次洗涤、分液等操作时的顺序和注意事项等.
产品的检验
定性检验:通常会考查对产品的某些特定性质的检验,如检验有机物中的官能团,可通过特
定的化学反应或试剂来鉴别,如用银氨溶液或新制氢氧化铜悬浊液检验醛基、用澳水或澳的
四氯化碳溶液检验碳碳双键等。
产率计算:考生需要根据化学反应方程式,判断反应物的过量情况,将不足量的反应物的量
代入方程式计算出产物的理论产量,再通过实际产量计算产率,即产率=实际产量/理论产
量x100%.
纯度测定:可能会涉及到一些测定产品纯度的方法,如通过滴定法、色谱法等测定有机物的
纯度,要求考生理解这些方法的原理和操作步骤,并能根据实验数据计算产品的纯度.
【真题链接】
1.[2020年江苏高考真题]
[实验化学]
羟基乙酸钠易溶于热水,微溶于冷水,不溶于醇、酸等有机溶剂。制备少量羟基乙酸钠的反
应为CICH:COOH+2NaOH->HOCH,COONa+NaCl+H’OAH<0
实验步骤如下:
步骤1:在题B图所示装置的反应瓶中,加入40g氯乙酸、50nL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。
Na()H溶液
电磁搅拌
B图
(1)步骤1中,B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,蒸储烧瓶中加入沸石或碎瓷片的目的是—o
(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—o
2.[2023年辽宁高考真题]2—睡吩乙醇(”1=128)是抗血栓药物氯毗格雷的重要中间体,
SOH
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.制睡吩钠。降温至10℃,加入25mL睡吩,反应至钠砂消失。
HL制睡吩乙醇钠。降温至-10℃,加入稍过量的环氧乙烷的四氢吠喃溶液,反应30min。
W.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。4,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
(3)步骤H的化学方程式为0
(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o
(6)下列仪器在步骤V中无需使用的是(填名称);无水Mgs。’的作
用为o
(7)产品的产率为(用Na计算,精确至0.1%)。
参考答案
7、(1)答案:(回流)冷凝管;防止升温太快、控制反应体系pH
解析:仪器A是(回流)冷凝管,起冷凝呵流的作用。题述制备反应是放热反应,逐步加入
NaOH溶液,可以防止升温太快;反应过程中需控制pH约为9,逐步加入NaOH溶液还可以
控制反应体系的pH,防止体系的碱性太强。
(2)答案:防止暴沸
解析:蒸储时向蒸储烧瓶中加人沸石或碎瓷片可以防止液体暴沸,保证实验安全。
(3)答案:减小;趁热过滤
解析:步骤3中,若将粗产品溶解于过量水中,则在步骤4中溶于水的产品增多,析出的晶
体会减少,从而导致产率减小。羟基乙酸钠易溶于热水,活性炭不溶于水,为防止羟基乙酸
钠从溶液中析出,分离出活性炭时应趁热过滤。
(4)答案:提高羟基乙酸钠的析出量(产率)
解析:因为羟基乙酸钠微溶于冷水,不溶于醇、酸等有机溶剂,所以将去除活性炭后的溶液
加到适量的乙醇中,可以使羟基乙酸钠充分析出,提高羟基乙酸钠的析出量(产率)。
8.答案:(1)c
(2)毗咯分子中含有一NH一,分子间可形成氢键
(4)分批、多次加入
(5)与2』塞吩乙醇钠水解产生的OH-反应,使水解更彻底
(6)球形冷凝管、分液漏斗;吸收水分
(7)70.0%
解析:(1)该实验条件下,乙醇、水、液氨均会与Na反应,而步骤I的目的是熔化钠,故
液体A应选甲苯。
(2)毗咯分子中含有一NH一,分子间可形成氢键,而睡吩分子间只有范德华力,故睡吩沸
点低于此咯。
(3)根据题目信息及原子守恒可知,步骤H中睡吩和Na反应生成睡吩钠和H?:
2+2Na—»2+H2T。
(4)为防止温度过高引发副反应,应控制投料量和投料速度,可分批、多次加入试剂。
(5)2』塞吩乙醇钠水解产生2』塞吩乙醇和NaOH,用盐酸调节pH可中和NaOH,促进水解
平衡正向移动,使水解进行更彻底。
(6)步骤V涉及的操作有过滤、蒸储,过滤需用到漏斗、玻璃棒、烧杯,蒸储装置(夹持、
故无需使用的是球形冷凝管、分液
漏斗。无水Mgs。’的作用为作吸水剂,除去产品中的水分。
(7)由反应关系可知:1mol钠~1mol2」塞吩乙醇,4.60gNa是0.2mol,则理论产量为
0.2molx128g-moF1=25.6g,实际产量为17.92g,故产品的产率为
17-92g100%^70.0%。
25.6gx
重难突破
1.羟基乙酸(C2H4。3)是一种重要的有机化合物,为无色易潮解晶体。能溶于水、甲醇、乙醇
等,在水中溶解度随温度变化较大,微溶于乙酸(极易挥发),温度偏高会形成二聚分子.羟
基乙酸作为一种高效的化学灭活剂引入到经皮瘤内注射治疗肝癌中,具有很强的肿瘤抑制作
用。实验室可用乙二醛(OHC-CHO)在强碱性条件下合成羟基乙酸,其原理如下:
--
OHC-CHO+OH->H2C-COOq修H2C-COOH
OHOH
实验装置如右图(部分装置已略去),实验步骤如下:
①向500mL的仪器A中加入48.0gCa(OH)2及300mL的水,水浴冷却至20℃,在不断搅拌的
情况下,持续滴入72.5g乙二醛,滴完后,继续搅拌0.5小时;
②反应后的混合液用略过量的浓硫酸酸化,滤出沉淀,洗涤沉淀,洗涤液一并转入滤液;
③向滤液中加入略过量的浓醋酸领溶液,然后过滤、洗涤,再次得到滤液;
④在温度不超过60℃的条件下,将滤液进行减压浓缩,冷却结晶,过滤,洗涤,干燥,称其
质量为76.0g.
回答下列问题:
(1)装置图中仪器A、B的名称分别是、.o
(2)合成羟基乙酸时,使用的碱是Ca(OH)2而不是NaOH,其理由是。
(3)浓缩时,控制温度不超过60℃,可采用的加热方式是;减压浓缩的原因是
(4)步骤④中,冷却结晶后的晶体最适宜使用的洗涤试剂是(填标号)。证明
晶体己洗净的方法是.o
A.水
B.甲醇
C.乙醇
D.乙醛
(5)若要进一步提高产品的纯度,可采用的提纯方法的名称是。
(6)由实验数据可知,该实验合成羟基乙酸的产率为(保留3位有效数字)。
2.环己酮是一种重要的有机化合物,常温下为无色透明液体,带有泥土气息。实验室制备环
己酮的装置示意图以及各物质性质如图所示:
溶解度(水)
名称沸点「C密度/(g-mL-)
/(g.100mU4)
乙酸118互溶1.05
环己醇1615.671.0
环己酮1552.40.95
合成步骤:
1.在三口烧瓶中加入5.2mL环己醇和12.5mL乙酸。
并在仪器A中加入60-70mL次氯酸钠溶液。安装反应装置。
2.滴加适量次氯酸钠溶液,维持反应温度在30〜35℃,搅拌5~10min。
3.再逐滴加入次氯酸钠溶液,直至反应液使淀粉-KI试纸变蓝,在室温下继续搅拌一段时间。
4.滴加饱和亚硫酸氢钠溶液直至反应液不能使淀粉-KI试纸显蓝色。
收集步骤:
向反应液中加入25mL水和几粒沸石,加热蒸储,收集储分。在搅拌下向储出液分批加入无
水碳酸钠至无气体产生。加入氯化钠使之变成饱和溶液,充分搅拌。将反应混合液倒入分液
漏斗,分出有机层并用无水硫酸镁干燥。
已知:①Ka(CH3coOH)=18x10-5,%(H2co3)=4.5x10",((HCIO)=3x10"。
②HC1O的氧化性强于NaClOo
回答下列问题:
(1)仪器A的名称是o
(2)加入乙酸的目的是0
(3)反应维持30〜35℃的原因是o
(4)加热蒸储时,收集偏分的温度应是(填序号)。
A.161℃B.118℃C.155℃
(5)滴加饱和亚硫酸氢钠溶液所发生的反应的离子方程式为。
(6)实验室合成环己酮的化学方程式是。
(7)无水硫酸镁干燥后,为得到纯净环己酮,还应进行的操作为
(8)若得到3.7mL环己酮,则产率为(保留两位有效数字)。
3.茂钠(苞)是合成含有茂基稀土金属有机化合物的原料,实验室制备茂钠的装置如图所
已知:①茂钠(熔点为172℃)易被空气氧化,遇水易水解;
Na4
②制备原理为2Na+20(沸点为41.5。四氢味喃(瞿为苗〃)+H2r
Na+
③茂钠的水解反应方程式为Q+氏0__©
+NaOH°
I,茂钠的制备:
步骤1.向仪器X中加入100mL四氢吠喃,连接好实验装置;
步骤2.持续通入氮气一段时间后,加入金属钠;
步骤3.打开恒压滴液漏斗的活塞滴入环戊二烯,反应完全后即可得到无色的茂钠溶液。
(1)仪器X的名称为O
(2)恒压滴液漏斗中支管的作用为o
/xNa+
(3)实验中若使用NaH与◎更易制备茂钠,写出该法制备⑤的化学方程式0
(4)从茂钠溶液中获得茂钠的方法为。液封的作用为。
II.茂钠溶液浓度的测定:
准确量取20.00mL茂钠溶液于装有20mL蒸储水的锥形瓶中,滴加几滴甲基橙作指示剂,用
0.1mol的标准盐酸滴定至终点,重复上述操作3次,数据如表。
待测茂钠溶液的标准盐酸
滴定次数
体积/mL滴定前的刻度/mL滴定后的刻度/mL
120.000.5018.05
220.001.0019.65
320.002.2019.80
420.003.1020.75
(5)若量取茂钠溶液的滴定管尖嘴处有气泡,且取液结束后气泡消失,则测得茂钠溶液的浓
度会_______(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
(6)达到滴定终点的现象为0
(7)测得茂钠溶液的物质的量浓度为。
4.在酸类中,正丁酸的溶解力强,对许多天然及合成油脂、树脂、橡胶、有机酸酯、生物碱
等都有很强的溶解力。已知:正丁酸为无色液体,沸点为142℃,密度为0.764g.mL-l不
溶于水。实验室制备正丁酸的反应原理、装置示意图(加热及夹持仪器省略)和实验步骤如
下。
主反应:2cH3cH2cH2cH2。瞳黑擦CH3cH2cH2cH20cH2cH2cH2cH3+应。
1
副反应:CH3cH2cH2cH20H鳖鬻4C4H8+H2O
实验步骤:
①向100mL三颈烧瓶中加入15.4mL(12.5g)正丁醇和约2.2mL浓硫酸,混合均匀,并加
入几粒沸石。
②按如图所示连接好装置。
③在分水器中放置2mL水,然后将三颈烧瓶放在石棉网上用小火加热,回流。
④继续加热到瓶内温度升高到134〜135℃(约需20min),待分水器中的水面不再变化时,
表示反应已基本完成。
⑤冷却反应物,将它与分水器里的水一起倒入内盛25mL水的分液漏斗中,充分振荡,静
置,分离出正丁酸粗品。
⑥用两份8mL50%硫酸洗涤两次,再用10mL水洗涤一次,然后用无水氯化钙干燥。
⑦将干燥后的粗产品倒入蒸储烧瓶中,蒸储收集139〜142℃储分8.5go
回答下列问题:
(1)仪器A的名称是。
(2)加入沸石的作用是;加热一段时间后发现忘记加沸石,应采取的正确操作是
.(填标号)。
A.立即补加B.冷却后补加C.不需补加D.重新配料
(3)本实验中分水器的作用是。
(4)分液漏斗在使用前需清洗干净并;在本实验分离过程中,产物应该从分液漏斗
的(填“上口倒出”或“下口放出”)。
(5)本实验第⑥步中用水洗涤的目的是。
(6)本实验所得到的正丁酸产率是(结果保留三位有效数字)。
5.实验室制取硝基苯常规方法如下:在大试管中将浓硝酸和浓硫酸按体积之比为2:3混合,摇
匀、冷却后滴入苯,水浴加热至50〜60℃,即可制得硝基苯。
将该实验进行改进,以N2O5为绿色硝化剂制取硝基苯的反应原理、实验装置及实验步骤如图
所示。反应的化学方程式为N02+HNO30
实验步骤:
I.将100mL浓度为Imol-LT的N2O5的CH2c%溶液加入装有高选择性分子筛催化剂(NaY)
的反应器中。
II.在搅拌状态下,将一定量的苯用恒压滴液漏斗滴加至反应器中,使。与N2O5物质的量
之比达到1:1,并控制反应温度在15。。以下。
HL滴加完毕后继续搅拌一段时间,将反应器中的液体倒入饱和NaHCOs溶液中,分液得到粗
产品。
IV.将粗产品进一步纯化得到7.38g硝基苯。
回答下列问题。
(1)实验室常规法制取硝基苯的化学方程程式为。
(2)对比常规法,以N2O5制取硝基苯的方法更符合“绿色化学”理念,原因是
(3)准确配置100mL浓度为Imol的N2O5的CH2c%溶液,用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃
棒、量筒、胶头滴管、.o
(4)“步骤HI”中饱和NaHCO3溶液的作用是
(5)“步骤IV”中进一步纯化的方法是0
(6)若忽略提纯过程中硝基苯的损耗,N2O5的转化率为.
6.利用苯胺与乙酸为原料制备乙酰苯胺的实验装置如下:
向三颈烧瓶中加入4.66g苯胺、6.00g乙酸、0.75gSnJ、0.23gTsOH(催化剂),加热至
反应达到平衡状态。
已知:
①各物质的沸点:
(1)仪器X的名称为O
(2)制备反应的化学方程式为;SnCL的作用为
(3)加热过程中,需要控制反应温度为105℃,理由是o
(4)该反应的实验装置可简化如下:
变色硅胶_____填充式精储柱
4A分子筛、
玻璃弹簧填料
刺形固定床n
等气体;变色硅胶
4A分子筛的孔径约为0.4rnn,可用于吸附H。、CH3OH,C2H5OH,H2s
中蓝色的CoCL吸水后会逐渐转化为粉红色的CoC1,6凡0.,关于该简化装置,下列说法正确
的是_______(填字母)。
A.刺形固定床、玻璃弹簧填料可起到冷凝回流的作用
B.变色硅胶颜色发生变化时,代表反应达到平衡状态
C.CoCU吸水时,Co?+提供空轨道,0原子提供孤电子对,形成配位键
D.反应结束后冷却一段时间,向烧瓶中加入冷水,搅拌、抽滤即可获得粗产品
(5)反应结束后,测得乙酰苯胺的产量为3.64g,则产率为(结果保留3位有效
数字)。
(6)反应体系中未反应的苯胺含量的测定:以95%乙醇为溶剂,使用0.012mol.LTHCl溶液
滴定50mL不同浓度的苯胺溶液至pH=4时,消耗HC1体积的回归曲线如下:
搬
王
S及
掇
姓
使用同浓度的盐酸对反应体系中的苯胺进行滴定,消耗盐酸体积为L40mL,空白实验中,
消耗HC1溶液的体积为0.20mL,可计算:反应体系中,剩余苯胺的物质的量为
(结果保留3位有效数字)。
7.苯甲酸甲醋常用于配制香水、香精和人造精油,也可用作有机合成中间体、溶剂、食品保
鲜剂等。用如图1所示装置制取少量苯甲酸甲酯。相关物质的物理性质如表所示。
苯甲酸甲醇苯甲酸甲酯
相对分子质量12232136
熔点/℃122-97-12.3
沸点/℃24965198
水溶性微溶易溶不溶
I.合成苯甲酸甲酯粗产品在圆底烧瓶中加入12.2g苯甲酸和13g甲醇,再加入2mL浓硫酸,
混匀后,投入几粒沸石,小心加热65min,获得苯甲酸甲酯粗产品。
反应
混合液
图1
(1)圆底烧瓶中加入沸石的目的是;如果在实验过程中发现忘记加沸石,接下来的
操作是0
(2)写出该实验中制取苯甲酸甲醋的化学方程式:o
(3)该实验中使用过量的甲醇的目的是。
II.粗产品的精制
苯甲酸甲酯粗产品中往往含有少量甲醇、浓硫酸、苯甲酸和水等,现用如图2所示流程进行
精制:
饱和Na2c」口
溶流L水层
蒸储厂混合液一^一
粗产品更强操作aJ有机层
「甲醇①无水硫酸镁②过滤
苯甲酸甲酯■减压蒸—、,
图2
(4)第一次蒸储时,温度应控制在______℃o
(5)加入饱和Na2c。3溶液的目的是;操作a的名称是。
(6)实验制得的苯甲酸甲酯精制品的质量为10.2g,则苯甲酸甲酯的产率为0
8.己二酸是一种二元弱酸,通常为白色结晶体,微溶于冷水,易溶于热水和乙醇。其制备的
一种反应机理如下:
Qr0H(环己醇)+HNO3(浓)qHOOC(CH2)4COOH+NC)2T+H2O(未配平)。制备己二酸的
装置如图所示(夹持、加热装置省略)。
(1)向三颈烧瓶中加入21nL浓HNO3,再缓慢滴加1mL环己醇,保持80C持续反应2h。反
应结束冷却至室温后,在冰水浴中冷却,分离出己二酸粗品,用冰水浴的目的是o图
中冷却水从冷凝管(填“a”或"b”)口流出。
(2)图中装置的缺陷为o
(3)环己烯、环己醇、环己酮也可被双氧水氧化成己二酸。仅从所需双氧水理论用量的角度
看,最佳选择是(填序号)。
A.环己烯
B.环己醇
C.环己酮
(4)在实际操作中,双氧水的实际用量通常要大于理论用量,原因是
(5)如图是己二酸的浓度与温度关系的曲线图。介稳区表示己二酸溶液处于饱和状态,稳定
区表示己二酸溶液处于.状态。实验室常根据直线EHI从溶液中获取己二酸晶体,对
应的实验操作为,过滤。
(6)称取己二酸晶体样品0.2920g于锥形瓶中,用煮沸的50.00mL热水溶解,滴加2滴酚酬
试液,用015moI.LTNaOH溶液滴定,平行滴定3次,平均消耗NaOH溶液的体积为
20.00mL,则己二酸的纯度为o(己二酸的相对分子质量为146)
9.邻硝基苯甲醛是一种重要的精细化学品,实验室可通过图1装置(夹持仪器已略去),以邻硝
基苇醇为原料,利用两相反应体系(图2)实现邻硝基苯甲醛的选择性氧化合成。已知部分物质
的性质如表所示。
20HcH0
物质cuaTEMPO-COOH
溶解性微溶于水,易溶于CH2cU难溶于水,易溶于CH2cL易溶水,难溶于CH2cU
熔点/℃7043——
沸点/℃270153——
H
-卜(易溶于水)
性质+NaHSO3<ROH
R-C-H
SO3Na
实验步骤如下:
I.向三颈瓶中依次加入1.53g(10mmol)邻硝基苇醇,10.0mL二氯甲烷(沸点39.8℃)和磁子,
搅拌使固体全部溶解。再依次加入LOmLTEMPO—COOH水溶液(做催化剂)和13.0mL饱和
NaHCC>3溶液。在15℃和剧烈搅拌条件下,滴加13.0mL(足量)10%NaClO水溶液后,继续
反应40min。
IL反应完全后,将反应液倒入分液漏斗,分出有机层后,水相用10.0mL二氯甲烷萃取,合
并有机相,经无水硫酸钠干燥、过滤后,除去并回收滤液中的二氯甲烷,得到粗品。
III.将粗品溶解在20.0mL二氯甲烷中,加入10.0mL饱和NaHSOs溶液,充分作用后,分离
得到水层,水层在水浴中用5%氢氧化钠溶液调节pH到10,浅黄色固体析出完全。抽滤、干
燥至恒重,得1.30g产品。
(1)控制反应温度为15℃的方法是;滴加NaClO溶液时,需要先将漏斗上端玻璃塞打
开,目的是。
⑵合成产品的化学方程式为.O
⑶配制饱和NaHCC>3溶液时,必须使用的仪器是(填写仪器名称)0
(4)相比于单相反应体系,利用两相反体系可以大幅减少副产物的量,原因是;该副
产物主要成分是.0
(5)步骤II中除去并回收二氯甲烷的实验方法是0
(6)若用一定浓度盐酸代替“步骤III”中的5%氢氧化钠溶液调节pH,(填“能”或“不能”)
析出大量产品,原因是O
(7)本实验产率为(计算结果保留3位有效数字)。
10.水杨酸异戊酯在香精、医药领域有着广泛的应用,其合成反应方程式为
实验步骤如下:
步骤1:取27.6g水杨酸固体、43.2mL异戊醇、8mL环己烯、2mL浓硫酸,依次加入圆底烧
瓶中。在分水器内预先加水,水面高度低于支管口5mm。
步骤2:利用如图所示装置进行制备。打开冷凝水后,加热圆底烧瓶,当_______时,停止加
热。
O
步骤3:冷却后,将圆底烧瓶中的液体转移至分液漏斗中,依次用lOmLH?。、饱和NaHCC>3
溶液、饱和NaCl溶液洗涤至中性,加入无水硫酸镁进行干燥,过滤后,转移至圆底烧瓶进行
蒸储,最终获得35.8g产品。
已知:
①实验中各物质的物理性质如表所示:
密度/
物质相对分子质量熔点-c沸点-C
(g-mU1)
水杨酸1381.44159211
异戊醇880.809-117131
环己烯820.811-10483
水杨酸
2081.081—282
异戊酯
②环己烯在70.8C时,会与水形成共沸物。
回答下列问题:
(1)仪器X的名称为O
(2)浓硫酸的作用为做用为;环己烯的作用为.0
(3)实验所用圆底烧瓶的规格为(填字母)。
A.50mL
B.100mL
C.250mL
D.500mL
(4)操作2中,当______时,停止加热。
(5)使用饱和NaHCO3溶液洗涤产物的目的是;使用饱和NaCl溶液洗涤产物的目的
是。
(6)为了降低蒸储所需的温度,可选用法。
(7)该实验中水杨酸异戊酯的产率为(结果保留3位有效数字)。
11.肉桂酸是香料、化妆品、医药、塑料和感光树脂等的重要原料。实验室可通过苯甲醛与乙
酸酎反应制备,反应原理如下:
相关物质的一些理化数据如下表所示:
物质M/(g・mori)p/(g.mor3)熔点/℃沸点/℃溶解性
微溶于水,
苯甲醛1061.044-26179.62
易溶于乙醇
能与水反应
乙酸醉1021.082-73.1138.6
生成乙酸
难溶于冷
水,易溶于
肉桂酸1481.248135300
热水;能溶
于乙醇
实验步骤:
I.在装有温度计、空气冷凝管和搅拌器的三颈烧瓶A(如图1)中,加入4.2g无水碳酸钾、
8.0mL乙酸酎和3.0mL苯甲醛,加热、搅拌条件下反应2h。
II.反应完毕,分批加入20mL水,再加入适量K2cO3固体,调节溶液pH=8,将三颈烧瓶组装
为水蒸气蒸储装置(如图2),B中产生的水蒸气通入A中,进行水蒸气蒸储。
III.向A中残留液加入少量活性炭,煮沸数分钟,趁热过滤。在搅拌下往热滤液中小心加入浓
盐酸至pH=3,冷却,待结晶完全后,抽滤,以少量冷水洗涤,干燥,收集到粗产品3.0g。
AB
图1图2
回答下列问题:
(1)步骤I中所用仪器需要干燥,且需用新蒸储过的苯甲醛和乙酸酎,保证不含水分,原因
是O
(2)步骤I中空气冷凝管的作用为,三颈烧瓶中反应初期有大量泡沫产生,原因
是有气体生成。
(3)步骤中加入碳酸钾调节溶液pH=8,此时溶液中盐类物质除肉桂酸钾外,还有
;进行水蒸气蒸储至_________为止,说明三颈烧瓶中苯甲醛已被完全蒸出。
(4)步骤ni中趁热过滤的目的是,洗涤时用少量冷水的原因是。
(5)本实验的粗产品产率约为(保留2位有效数字),要将粗产品进一步提纯,
可用作溶剂进行重结晶。
12.环己酮可作为涂料和油漆的溶剂。在实验室中以环己醇为原料制备环己酮
已知:环己醇、环己酮、水和苯的部分物理性质(括号中的沸点数据表示该有机物与水形成
的具有固定组成的恒沸混合物的沸点)如下:
物质沸点/(℃,latm)密度/❷而恐。©溶解性
环己醇161.1(97.8)0.96能溶于水
环己酮155.6(95)0.94微溶于水
水100.00.998
苯80.1(69)0.88难溶于水
回答下列问题:
(1)酸化NazCrQ,时不能选用盐酸,原因是(用离子方程式表示)。
(2)该制备反应很剧烈,且放出大量的热。为控制反应体系温度在55〜60℃范围内,可采取
的措施一是加热方式选用,二是在加入反应物时将(填化学式)缓慢滴加
到另一份试剂中。
(3)制备反应完成后,向混合物中加入适量水,蒸储,收集95〜100℃的储分,得到主要含
环已酮和水的混合物。先加入适量水然后蒸储而非直接蒸储,原因是。
(4)环己酮的提纯过程为
①在馆分中加NaCl固体至饱和,静置,分液;加NaCl的目的是
②加入无水MgSO,块状固体;目的是。
③(填操作名称)后进行蒸储,收集151〜156℃的储分。
(5)合成环己酮缩乙二醇的原理为
对甲基
。。+HO〜。H3-O<o:+4。
苯,△u
该反应正向进行的程度较小,实验室常使用如图所示装置(夹持、加热装置已略去)提高产
物的产率。下列说法正确的是(填字母)。
冷
口A
凝
管
反应物和
适量的苯
A.管口A是冷凝水的出水口
B.苯可将反应产生的水及时带出
C.工作一段时间后,当苯即将流回烧瓶中时,必须将分水器中的水和苯放出
D.工作一段时间后,苯可在烧瓶与分水器中循环流动
13.实验室制备1,2-二澳乙烷,可用足量的乙醇先制备乙烯,再用乙烯和少量的澳制备1,2-
二滨乙烷。装置如下图所示(省略加热、夹持装置):
有关数据列表如下:
乙醇1,2-二漠乙烷乙雄
状态(常温)无色液体无色液体无色液体
密度/g-cm-30.792.20.71
沸点/℃78.513234.6
熔点/℃-1179-116
回答下列问题:
(1)写出由乙醇制备乙烯的化学方程式:,写出由乙烯制备1,2-二澳乙烷的
化学方程式:。
(2)在此制备实验中,要尽可能迅速地把反应温度升高到170℃左右,其最主要目的是
____________(填字母)。
a.引发反应
b.加快反应速率
c.防止乙醇挥发
d.减少副产物乙醛生成
(3)在装置A中除了浓硫酸和乙醇外,还应加入,其目的是,
装置A中生成副产物乙醛的化学方程式为。
(4)实验室制取乙烯,常因温度过高而使乙醇和浓H2SO4反应生成少量的二氧化硫,为了验
证二氧化硫的存在并除去二氧化硫,B和C中可分别盛放o
a.酸性KMnO,溶液和水
b.品红溶液和NaOH溶液
C.酸性KMnO4溶液和NaOH溶液
d.品红溶液和酸性KMnC>4溶液
(5)将1,2-二澳乙烷粗产品置于分液漏斗中加水,振荡后静置,产物应在__________层
(填“上”或“下”);若产物中有少量副产物乙醛,可用的方法除去。
14.大苏打在我们日常生活以及工业、农业、医药、食品等领域都有着广泛而重要的用途。其
晶体
(Na2s2<V5H2。)呈无色透明状,易溶于水,不溶于乙醇,酸性条件下S2。;-迅速反应生成S和
SO2o以下是未来中学化学研究小组探究Na2s2。3-5凡。晶体的制备及Na2s部分化学性质的
实验,请分析思考并回答下列问题。
I.关于Na2s2O3JH2O的制备
制备Na2s2。3-5入。的方法很多,如硫化碱法是工业上制备Na2s2O3的常用方法之一,其原理是
将SO2气体通入Na2s与Na2c的混合溶液。
(1)完成上述反应的化学方程式:,该反应中氧化剂与氧化产物的物质的量之比
为。
某同学从硫元素价态的视角,考虑用硫黄与亚硫酸钠溶液加热制取。设计的实验方案如下:
①取一定量Na2sO3于100mL烧杯中,加适量煮沸后的蒸储水充分搅拌溶解。
②另取一定量硫粉于200mL烧杯中,加少量乙醇充分搅拌均匀后,再加入Na2sO3溶液,隔石
棉网小火加热煮沸,不断搅拌至硫粉几乎全部反应。
③对上述混合液趁热过滤,将滤液转入蒸发皿中……
(2)在②中加少量乙醇于硫粉中并充分搅拌均匀的目的是,硫粉易溶于二硫化
碳,请解释为何用酒精而不用二硫化碳:。
(3)步骤③趁热过滤的原因是,滤液转入蒸发皿后的操作是、过
滤、洗涤。
(4)滤液中除了产品Na2s2O3和未完全反应的Na2s外,猜测还可能存在的无机杂质是
.,产生该杂质的原因可能是o
H.关于Na^Os的化学性质的探究
研究小组的同学根据价态变化原理猜测Na2s2O3具有还原性,可与5进行反应,设计如下装
置进行探究:
实验过程中产生的某些现象:当打开分液漏斗活塞,滴加一定量浓盐酸,加热后,A中烧瓶
内有黄绿色气体生成,C中液面上方有白雾,用湿润的淀粉-碘化钾试纸检验C中白雾,淀粉
-碘化钾试纸变蓝,溶液中开始出现黄色浑浊;C中浊液经过滤后,取少量滤液用盐酸酸化,
再滴加氯化银溶液,有白色沉淀生成。
(5)为了检验C中白雾的成分是否有SO2,需进行的操作是。
(6)研究小组同学讨论认为,利用上述现象可证明Na2s2O3被5氧化,写出Na2s被d氧
化的离子方程式:。
(7)有同学提出,C中滤液用硝酸酸化后滴加硝酸银溶液,若有白色沉淀产生,即可证明
Na2s2O3将5还原成CT,你认为该结论是否可靠并解释原因:0
15.1-澳丁烷是一种重要的化工原料,可用作医药、染料和香精的原料。实验室制备1-澳丁烷
的反应原理为:
NaBr+H2SO4^HBr+NaHSO4
CH3(CH2)3OH+HBr'CH3(CH2)3Br+H2O
实验操作为:
步骤1.按图1组装装置,在三口烧瓶中依次加入17gNaBr、几粒沸石、15mL水、12mL正丁
醇,分3〜4次加入一定量70%的浓硫酸,加热约40min;
步骤2.将步骤1所得溶液转入图2装置的圆底烧瓶中,加热蒸储,得到1-漠丁烷粗产品;
步骤3.将储出液转入分液漏斗,用水洗涤、分液得到1-澳丁烷;
步骤4.将步骤3所得有机物进一步精储,得到13.7g纯净的1-澳丁烷。
已知:正丁醇能溶于水,密度为0.8g-mLT;1-澳丁烷难溶于水,密度为L3g-mL-。
回答下列问题:
(1)仪器Q的名称是;装置M的作用是—。
(2)为了确定本实验中浓硫酸的最佳用量,保持其他条件不变,改变浓硫酸的用量进行实
验。加入浓硫酸的量与1-澳丁烷产率的关系如图3所示,本实验中加入浓硫酸的量大于或小
于26mL时1-澳丁烷的产率都会降低,原因是;若将70%的浓硫酸更换为98%的
浓硫酸,三口烧瓶中会出现大量红棕色气体,写出产生红棕色气体的化学反应方程式
10152025263035
加入浓硫酸的量/ml.
图3
(3)步骤2蒸储时,当蒸储烧瓶中无油层时,可判断蒸镭已完成,其判断理由是
;图2中毛细管的作用是o
(4)步骤3中1-澳丁烷应从分液漏斗(填“上口倒出”或“下口流出”);1-澳丁烷
的产率为%(保留1位小数)。
C0C1
16.乙酰水杨酰氯(C[)是制备贝诺酯(一种非留体抗风湿解热镇痛药)的中间产
OOCCH3
物。实验室制备乙酰水杨酰氯的装置与操作步骤如下:
COOH
步骤1:取18.0g阿司匹林()置于三颈烧瓶中,加入2〜3滴DMF;
OOCCH3
步骤2:向三颈烧瓶中滴加氯化亚碉(SOCU);
步骤3:70℃条件下充分反应后,除去过量的SOCL,经一系列操作即可得到乙酰水杨酰氯。
COOHCOC1
aDMF
+SOC12—>+SO2T+HC1T;
OOCCH3OOCCH3
②有关物质的沸点如表:
物质SOC12阿司匹林乙酰水杨酰氯
沸点/℃79321107〜110
③氯化亚碉易水解。
回答下列问题:
(1)仪器M的名称为,三颈烧瓶宜采用水浴加热,该加热方式的优点是
(2)实验中选用球形冷凝管而不选用直形冷凝管的原因是;干燥管中的无
水CaCb若更换为试剂,则可省去尾气吸收的NaOH溶液及其装置。
(3)若省去N,氯化亚碉可能会发生的副反应的化学方程式是,三颈烧瓶
中会产生_______________现象。
(4)反应温度适宜选取70℃的原因是;除去过量SOCk宜采用
.方法。
COCICOC1
(5)反应最终得到12.9g纯净的。(,则该实验过程中d的产率
OOCCH3OOCCH3
为%(保留3位有效数字)。
17.1-苯基-1-丙醇是重要的化工原料,与甲醇、乙醇、乙醛、苯和甲苯混溶,微溶于水。某实
验小组利用如图装置制备1-苯基-1-丙醇。
(放热反应)。反应物和产物的相关数据如表所
不:
试剂名称分子式分子量熔点/℃沸点/℃密度/g.mL-
苯丙酮C9H10O134192171.010
乙醇C2H6O46-114780.789
1-苯基-1-丙
C9Hl2。136——2180.994
醇
实验步骤:a.向三颈烧瓶中加入足量KBH4(H为-1价),在冷却搅拌的条件下分多次将恒压
漏斗中的苯丙酮、乙醇的混合物80mL(含0.5mol苯丙酮)加入三颈烧瓶中。
b.控制温度在40℃下充分反应30mino
C.反应结束后用盐酸中和至中性,回收乙醇;冷却分层,分去水层后,加入无水硫酸镁进行
减压蒸储,收集108〜H6℃(2.66kPa)的储分,最终收集到65mLi-苯基-1-丙醇。
请回答下列问题:
(1)仪器A的名称为o与普通的分液漏斗相比,本实验采用恒压漏斗的优点为
。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.100mL
B.250mL
C.500mL
D.1000mL
(2)步骤b中的温度控制在40℃的方法为,o
(3)步骤C中回收乙醇的方法为o加入盐酸时过量的KBH,与盐酸反应会有
H3BO3产生,写出反应的化学方程式:。
(4)步骤c中加入无水硫酸镁的目的为0
(5)本实验中,1-苯基-1-丙醇的产率为(结果保留2位有效数字)。
18.己二酸可用于生产尼龙66、合成树脂及增塑剂等。己二酸的合成路线如下:
OH
KMnO4„+
4
NaOOC(CH2)4COONa^^HOOC(CH2)4COOHo制备己二酸的装置示意图如图
NaOH
所6示(加热和夹持装置等略)。
片
即
实验步骤:
I.己二酸的制备
连接好装置后,通过瓶口b慢慢滴加1.5g环己醇至适量KMnC)4和NaOH的混合溶液中,然后
塞上带有温度计的胶塞,再用沸水浴加热数分钟。趁热过滤,收集滤液;用少量热水洗涤滤
渣2次,合并滤液和洗涤液;边搅拌合并后的溶液边向其中滴加浓盐酸至溶液呈强酸性。
II.分离、提纯
小心加热,蒸发浓缩至10mL左右,在冷水浴中冷却,析出己二酸粗品。
回答下列问题:
(1)写出仪器a的名称:o
(2)滴加浓盐酸的作用是o
(3)将己二酸粗品提纯的方法是。
A.过滤
B.萃取
C.重结晶
D.蒸储
(4)过滤时需要用到的玻璃仪器有玻璃棒、、o洗涤滤渣的目的是
(5)若制得纯己二酸的质量为L5g,则己二酸的产率为o
19.乙酸正丁酯为无色透明、有愉快果香气味的液体,是一种优良的有机溶剂和有机合成中间
体,实验室制备原理为(装置如图所
CH3coOH+CH3CHjOH.CH3COO(CH2)3CH3+H2O,
示(夹持装置已略去),实验步骤如下:
电加热磁力搅拌器
I.向100mL反应容器X中,加18.5g正丁醇、16.8g冰醋酸和IgKHSO4,混匀,加2粒沸
石。接上冷凝管和分水器。
II.加热反应开始后,控制回流速度1-2滴/s,大约40min后,反应完成,停止加热。
III.分离提纯产品。过滤回收KHSO「将滤液和分水器分出的酯层一起电加热磁力搅拌器倒入
分液漏斗中,用10mL水洗涤;……蒸储得到产品29.0mL。
已知:
名称相对分子质量溶解性密度/(gym-)沸点/℃
稍溶于水和易
正丁醇740.81117.7
溶于有机溶剂
能溶于水和有
冰醋酸601.05117.9
机溶剂
乙酸正丁酯116难溶于水0.90126.5
回答下列问题:
(1)图中仪器X的名称是,KHSO4的作用是O
(2)用过量乙酸的目的是。
(3)本实验中分水器的作用是。
(4)步骤ni中第一次水洗主要除去的是o步骤ni"……”处还需要经过以下一系列
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