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高考化学培优易错难题(含解析)之乙醇与乙酸含答案解析一、乙醇与乙酸练习题(含详细答案解析)1.乙醇(CH3CH2OH)是一种重要的有机物(1)根据乙醇分子式和可能结构推测,1mol乙醇与足量钠反应,产生氢气的物质的量可能是________________mol。(2)实验证明反应的乙醇与产生的氢气物质的量比值是2,该反应的化学方程式是________________________________,乙醇的官能团是_______________。(3)用如图装置实验,干冷烧杯罩在火焰上,有无色液体产生。能否据此说明一定有氢气产生,判断及简述理由是_________________________。(4)乙醇与钠反应比水与钠反应平缓的多,原因是_______________________________。【答案】0.5、2.5、32CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑羟基不能,因为氢气中会含有乙醇蒸汽乙醇分子中羟基上的氢原子没有水中氢原子活泼【解析】【分析】由乙醇的结构简式CH3CH2OH,可知乙醇分子内有三种不同环境下的氢原子,如果钠置换的是羟基氢原子,则1mol乙醇与足量钠反应生成0.5mol氢气,如果钠置换的是乙基上的氢原子,则1mol乙醇与足量钠反应生成2.5mol氢气,如果乙醇中的氢原子都能够被钠置换,则1mol乙醇与足量钠反应生成3mol氢气;乙醇的结构中含有官能团-羟基,能够与金属钠反应置换出氢气,且羟基中氢原子的活泼性小于水中氢原子活泼性,乙醇和钠反应与钠与水比较要缓慢的多,据以上分析解答。【详解】(1)由乙醇的结构简式CH3CH2OH,可知乙醇分子内有三种不同环境下的氢原子,如果钠置换的是羟基氢原子,则1mol乙醇与足量钠反应生成0.5mol氢气,如果钠置换的是乙基上的氢原子,则1mol乙醇与足量钠反应生成2.5mol氢气,如果乙醇中的氢原子都能够被钠置换,则1mol乙醇与足量钠反应生成3mol氢气;(2)实验证明反应的乙醇与产生的氢气物质的量比值是2,说明钠与乙醇反应置换的是羟基上的氢原子,化学方程式为2C2H5OH+2Na→2C2H5ONa+H2↑;乙醇的官能团为羟基;(3)图示实验装置不能说明一定有氢气产生,因为乙醇易挥发,乙醇、氢气燃烧都能生成水;(4)乙醇分子中羟基上的氢原子没有水中氢原子活泼,乙醇与钠反应比水与钠反应平缓的多。2.X、Y、Z、M、Q、R是6种短周期元素,其原子半径及主要化合价如下:元素代号XYZMQR原子半径/nm0.1600.1430.1020.0750.0770.037主要化合价+2+3+6,-2+5,-3+4,-4+1(1)Z在元素周期表中的位置是_________________________。(2)元素Q和R形成的化合物A是果实催熟剂,用A制备乙醇的化学方程式是_______________________。(3)单质铜和元素M的最高价氧化物对应水化物的浓溶液发生反应的离子方程式为___________________。(4)元素X的金属性比元素Y______(填“强”或“弱”)。(5)元素Q、元素Z的含量影响钢铁性能,采用下图装置A在高温下将钢样中元素Q、元素Z转化为QO2、ZO2。①气体a的成分是________________(填化学式)。②若钢样中元素Z以FeZ的形式存在,在A中反应生成ZO2和稳定的黑色氧化物,则反应的化学方程式是_________________________________。【答案】第三周期第ⅥA族CH2=CH2+H2OCH3CH2OHCu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O强O2,SO2,CO25O2+3FeS3SO2+Fe3O4【解析】【分析】根据Z的化合价+6,-2,符合这点的短周期元素只有S;而根据同周期,从左到右原子半径依次减小,S的原子半径为0.102,从表中数据,X的化合价为+2,Y的化合价为+3,且原子半径比S大,X、Y只能为三周期,X为Mg,Y为Al;而M为+5价,Q为+4价,由于原子半径比S小,所以只能是二周期,M为N,Q为C;R的原子半径比M、Q都小,不可能是Li,只能是H。【详解】(1)根据分析,Z为硫,元素周期表中的位置是第三周期第ⅥA族,故答案为:第三周期第ⅥA族;(2)A是果实催熟剂,为乙烯,由乙烯制备乙醇的化学方程式CH2=CH2+H2OCH3CH2OH,故答案为:CH2=CH2+H2OCH3CH2OH;(3)M的最高价氧化物对应水化物为HNO3,铜与浓硝酸反应的离子方程式为Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O,故答案为:Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O;(4)X为Mg,Y为Al,同周期,从左到右金属性依次减弱,Mg的金属性强,故答案为:强;(5)①元素Q为C,元素Z为S,根据题意,气体a中有SO2,CO2,以及未反应完的O2,故答案为:O2,SO2,CO2;②根据题意,FeS在A中生成了SO2和黑色固体,而黑色固体中一定含Fe,所以为Fe3O4,反应的化学反应方程式为:5O2+3FeS3SO2+Fe3O4。【点睛】(5)是解答的易错点,注意不要漏掉未反应完的氧气。3.G是一种治疗急慢性呼吸道感染的特效药中间体,其制备路线如图:(1)化合物C中的含氧官能团是_____。(2)A→B的反应类型是______。(3)化合物F的分子式为C14H21NO3,写出F的结构简式______。(4)从整个制备路线可知,反应B→C的目的是______。(5)同时满足下列条件的B的同分异构体共有_______种。①分子中含有苯环,能与NaHCO3溶液反应;②能使FeCl3溶液显紫色(6)根据已有知识并结合相关信息,完成以、CH3NO2为原料制备的合成路线图____(无机试剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。,其中第二步反应的方程式为_____。【答案】醚键、醛基加成反应保护羟基不被反应,并能最终复原132+O22+2H2O【解析】【分析】(1)根据C的结构确定其含有的含氧官能团名称;(2)物质A与HCHO发生酚羟基邻位的加成反应产生;(3)根据E、G的结构,结合F的分子式,确定F的分子结构;(4)根据B、C的结构及最后得到的G的结构分析判断;(5)根据同分异构体的概念,结合同分异构体的要求,写出符合要求的同分异构体的种类数目;(6)与NaOH的水溶液共热发生取代反应产生,该物质被催化氧化产生苯甲醛,苯甲醛与CH3NO2发生加成反应产生,发生消去反应产生,发生加聚反应产生;根据题意,第二步反应为苯甲醇被催化氧化产生苯甲醛。【详解】(1)根据C的结构简式可知C中含有的含氧官能团为醛基、醚键;(2)物质A酚羟基邻位上断裂C-H键,HCHO分子中断裂C、O双键中的较活泼的键,二者发生加成反应产生,所以A→B的反应类型是加成反应;(3)物质E结构简式为,E与CH3CHO、H2在Pd/C作用下反应产生分子式C14H21NO3的F,则F的结构简式为;(4)B结构简式为,B与反应产生C:。经一系列反应最后生成,两个官能团又复原,所以从整个制备路线可知,反应B→C的目的是保护羟基不被反应,并能最终复原;(5)B结构简式为,其同分异构体符合条件:①分子中含有苯环,能与NaHCO3溶液反应,说明分子中含有羧基-COOH;②能使FeCl3溶液显紫色,说明分子中含有酚羟基,若含有2个侧链,则为-OH、-CH2COOH,二者在苯环上的位置有邻、间、对三种;若有三个官能团,分别是-OH、-COOH、-CH3,三个官能团位置都相邻,有3种不同结构;都相间,有1种位置;若2个相邻,一个相间,有3×2=6种,因此有三个官能团的同分异构体种类数目为3+1+6=10种,则符合题意的所有同分异构体的种类数目是3+10=13种;(6)一氯甲苯与NaOH的水溶液共热发生取代反应产生,该物质与O2在Cu作催化剂条件下加热,发生氧化反应产生苯甲醛,苯甲醛与CH3NO2发生加成反应产生,发生消去反应产生,发生加聚反应产生,故反应流程为:;根据题意,第二步反应为苯甲醇被催化氧化产生苯甲醛,反应方程式为:2+O22+2H2O。【点睛】本题考查有机物合成,涉及官能团的识别、有机反应类型的判断、限制条件同分异构体书写、合成路线设计等,(6)中合成路线设计,需要学生利用学过的知识和已知信息中转化关系中隐含的信息,较好的考查学生对知识的迁移运用。4.A是化学实验室中常见的有机物,它易溶于水并有特殊香味;B的产量可衡量一个国家石油化工发展的水平。有关物质的转化关系如图所示:(1)A中含有的官能团是________;B的结构简式是________;D的结构简式是________。(2)反应①的化学方程式是___________________________________________。(3)反应②的化学方程式是____________________________________;反应类型是________。【答案】羟基CH2=CH2CH3CHO2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑CH2=CH2+H2OCH3CH2OH加成反应【解析】【分析】A是化学实验室中常见的有机物,它易溶于水并有特殊香味;B的产量可衡量一个国家石油化工发展的水平,则B是乙烯、A是乙醇;乙醇和乙酸发生酯化反应生成乙酸乙酯,C是乙酸乙酯;乙醇发生催化氧化生成乙醛,则D是乙醛;乙醇和钠发生置换反应生成乙醇钠和氢气,E是乙醇钠。【详解】(1)根据以上分析,A是乙醇,结构简式是C2H5OH,含有的官能团是羟基;B是乙烯,结构简式是CH2=CH2;D是乙醛,结构简式是CH3CHO。(2)乙醇和钠发生置换反应生成乙醇钠和氢气,反应①的化学方程式是2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑。(3)B是乙烯,乙烯和水在催化剂作用下发生加成反应生成乙醇,反应②的化学方程式是CH2=CH2+H2OCH3CH2OH;反应类型是加成反应。【点睛】本题考查有机的推断,涉及烯、醇、羧酸的性质与转化等,是对常见有机物知识的简单运用,注意对官能团结构和性质的理解。5.有机物A(C6H12O2)具有果香味,可用作食品加香剂,还可用作天然和合成树脂的溶剂。已知:①D、E具有相同官能团,E的相对分子质量比D大;②E分子含有支链;③F是可以使溴的四氯化碳溶液褪色的烃。(1)B的化学名称为____________;D的结构简式_____________。(2)C、F分子中所含的官能团的名称分别是___________、______________。(3)写出有机物B生成C的化学反应方程式:___________________;反应类型是________。(4)写出有机物B与E反应生成A的化学反应方程式:_______________________;反应类型是________。(5)E的同分异构体中能同时满足下列条件的共有________种(不含立体异构),并写出任意一种符合条件的同分异构体结构简式__________________。①能与Na反应;②能发生银镜反应。【答案】乙醇CH3COOH醛基碳碳双键2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O氧化反应CH3CH(CH3)COOH+CH3CH2OHCH3CH(CH3)COOCH2CH3+H2O酯化反应(或取代反应)5HOCH2CH2CH2CHO【解析】【分析】有机物A(C6H12O2)具有果香味,可用作食品加香剂,则A为酯,B和E发生酯化反应生成A,则B和E为醇和酸,B能够发生氧化反应生成C,C能够继续发生氧化反应生成D,则B为醇,D为酸;D、E具有相同官能团,E的相对分子质量比D大,则E中含有四个碳原子,B中含有2个碳原子,E分子含有支链,因此B为乙醇,E为(CH3)2CHCOOH,则A为(CH3)2CHCOOCH2CH3,C为乙醛,D为乙酸;乙醇在浓硫酸存在时发生脱水反应生成F,F是可以使溴的四氯化碳溶液褪色的烃,则F为乙烯,据此分析解答。【详解】根据上述分析,A为(CH3)2CHCOOCH2CH3,B为乙醇,C为乙醛,D为乙酸,E为(CH3)2CHCOOH,F为乙烯。(1)B为乙醇;D为乙酸,结构简式为CH3COOH,故答案为:乙醇;CH3COOH;(2)C为乙醛,F为乙烯,所含的官能团分别是醛基、碳碳双键,故答案为:醛基;碳碳双键;(3)有机物B生成C的化学反应方程式为2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O,该反应属于氧化反应,故答案为:2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O;氧化反应;(4)有机物B与E反应生成A的化学反应方程式CH3CH(CH3)COOH+CH3CH2OHCH3CH(CH3)COOCH2CH3+H2O,该反应为酯化反应,也是取代反应,故答案为:CH3CH(CH3)COOH+CH3CH2OHCH3CH(CH3)COOCH2CH3+H2O;酯化反应或取代反应;(5)E为(CH3)2CHCOOH,E的同分异构体中能同时满足下列条件:①能与Na反应,说明结构中含有羟基或羧基;②能发生银镜反应,说明结构中含有醛基,因此E的同分异构体中含有醛基和羟基,除去醛基,还有3个碳原子,满足条件的有:醛基连接在1号碳原子上,羟基有3种连接方式;醛基连接在2号碳原子上,羟基有2种连接方式,共5种同分异构体,如HOCH2CH2CH2CHO、CH3CHOHCH2CHO等,故答案为:5;HOCH2CH2CH2CHO(或CH3CHOHCH2CHO等)。6.下图中的A、B、C、D、E、F、G均为有机物(有些物质未写出)据上图回答问题:(1)A的结构简式_______,D的名称是__________。(2)反应①③④的反应类型分别为_____________、____________和__________。(3)除去F中杂质C、D时,最后要用分液的方法进行混和物的分离,F产物从分液漏斗的_______(填“上口倒出”或“下口放出”)。(4)写出反应②的反应方程式为_________________________________。【答案】乙醇水解反应(取代反应)酯化反应(取代反应)消去反应上口倒出+H2O【解析】【分析】由E的结构可推知B为,D的分子式为C2H6O,在浓硫酸、170℃条件下得到G(C2H4),则D为CH3CH2OH,G为CH2=CH2,C与D在浓硫酸、加热条件下得到F,结合F的分子式可知,F应为酯,则C为CH3COOH,F为CH3COOCH2CH3,A水解、酸化得到B、C、D,则A为,据此解答。【详解】根据上述分析可知:A为,B为,C为CH3COOH,D为CH3CH2OH,E为,F为CH3COOCH2CH3,G为CH2=CH2。(1)根据上面的分析可知,A为,D为CH3CH2OH,D的名称是乙醇;(2)根据上面的分析可知,反应①为酯的水解反应(取代反应),③为酯化反应(取代反应),④为消去反应;(3)F为CH3COOCH2CH3,C为CH3COOH,D为CH3CH2OH,由于F的密度小于水,乙醇、乙酸都溶于水,所以用分液的方法分离混合物,F产物在上层,要从分液漏斗的上口倒出;(4)反应②是发生分子内的酯化反应,反应的反应方程式为+H2O。【点睛】本题考查有机物的推断的知识,主要是酯的水解反应、酯化反应、醇的消去反应,掌握各类官能团的性质与转化是本题解答的关键。注意根据转化关系中E的结构以及D、G的分子式进行推断。7.烃A与等物质的量的H2O反应生成B,B的一种同系物(比B少一个碳原子)的溶液可以浸制动物标本。M是有芳香气味、不易溶于水的油状液体。有关物质的转化关系如图:请回答:(1)写出A的结构式____。(2)写出B的官能团名称___。(3)写出M与NaOH溶液在加热条件下反应的化学方程式___。(4)下列说法不正确的是___。a.烃A在一定条件下可与氯化氢发生反应得到氯乙烯b.有机物C的溶液可以除去水垢c.有机物B能与银氨溶液反应产生银镜d.有机物C和D发生加成反应生成M【答案】H-CC-H醛基CH3COOCH2CH3+NaOHCH3COONa+CH3CH2OHd【解析】【分析】由转化关系结合M的分子式可知M为CH3COOCH2CH3,则C为CH3COOH,D为CH3CH2OH,则B为CH3CHO,A应为CH≡CH,以此解答该题。【详解】由转化关系结合M的分子式可知M为CH3COOCH2CH3,则C为CH3COOH,D为CH3CH2OH,则B为CH3CHO,A应为CH≡CH;(1)由以上分析可知A为乙炔,结构式为H-C≡C-H;(2)B为CH3CHO,所含官能团名称为醛基;(3)M
为CH3COOCH2CH3,在NaOH溶液中加热发生水解反应的化学反应方程式为CH3COOCH2CH3+NaOHCH3CH2OH+CH3COONa;(4)a.烃A为乙炔,在一定条件下可与氯化氢发生反应生成氯乙烯,故a正确;b.有机物C为乙酸,具有酸性,可以除去水垢,故b正确;c.有机物B为乙醛,在水浴加热条件下能与银氨溶液反应产生光亮的银镜,故c正确;d.乙醇和乙酸发生酯化反应生成乙酸乙酯,不是加成反应,故d错误;故答案为d。8.异戊巴比妥F是中枢神经系统药物,主要用于催眠、镇静、抗惊厥和麻醉前给药。它的合成路线如图):已知:(1)+R2Br+C2H5ONa→+C2H5OH+NaBr(R1,R2代表烷基)(2)R-COOC2H5+(其他产物略)请回答下列问题:(1)试剂Ⅰ的化学名称是______,化合物B的官能团名称是______,第④步的化学反应类型是______;(2)第①步反应的化学方程式是______________;(3)第⑤步反应的化学方程式是______________;(4)试剂Ⅱ的相对分子质量为60,其结构简式是______________;(5)化合物B的一种同分异构体G与NaOH溶液共热反应,生成乙醇和化合物H.H在一定条件下发生聚合反应得到高吸水性树脂,该聚合物的结构简式是______________。【答案】乙醇醛基酯化反应或取代反应+(CH3)2CHCH2CH2Br+CH3CH2ONa→+CH3CH2OH+NaBr【解析】【分析】在氢氧化钠水溶液、加热条件下发生水解反应生成A为,对比A、B分子式可知,A中羟基被氧化为醛基,则B为,B进一步氧化生成C为,C与乙醇发生酯化反应生成D,结合题目信息及F的结构简式,可知D为,E为,试剂Ⅱ为,据此分析解答。【详解】(1)试剂Ⅰ为CH3CH2OH,化学名称是:乙醇,化合物B为,含有的官能团名称是:醛基,第④步的化学反应类型是酯化反应或取代反应;(2)第①步反应的化学方程式是:;(3)第⑤步反应的化学方程式是:+(CH3)2CHCH2CH2Br+CH3CH2ONa→+CH3CH2OH+NaBr;(4)试剂Ⅱ相对分子质量为60,由上述分析可知,其结构简式是;(5)化合物B()的一种同分异构体G与NaOH溶液共热反应,生成乙醇和化合物H,则H的结构简式为CH2=CHCOONa,H在一定条件下发生聚合反应得到高吸水性树脂,该聚合物的结构简式是。【点睛】本题需要根据异戊巴比妥的结构特点分析合成的原料,再结合正推与逆推相结合进行推断,要充分利用反应过程中C原子数目守恒的关系。9.以乙烯为原料生产部分化工产品的反应流程如下(部分反应条件已略去):请回答下列问题:(1)C所含官能团的名称为_____________。(2)写出C+E→F的化学方程式:_______________________________________。(3)下列说法不正确的是___A.有机物A也可由淀粉发酵制得,能与水以任意比互溶B.有机物B在一定条件下可以被氢气还原为AC.可用新制的氢氧化铜悬浊液鉴别有机物B与CD.有机物E与A性质相似,互为同系物【答案】羧基D【解析】【分析】根据题中各物质转化关系及分子式可知,乙烯与水加成生成A,A为CH3CH2OH,乙醇催化氧化生成B,B为CH3CHO,B氧化得C为CH3COOH,D与B互为同分异构体,且D的一氯代物只有一种,乙烯在银作催化剂的条件下与氧气反应生成D为环氧乙烷,D与水发生加成得E为HOCH2CH2OH,乙二醇与乙酸反应生成F(C6H10O4),F为二乙酸乙二酯,据此解答。【详解】(1)C为CH3COOH,C分子中的官能团名称是羧基;(2)C+E→F的化学方程式为;(3)A.有机物A为乙醇,淀粉发酵可制乙醇,且乙醇能与水以任意比互溶,故A正确;B.B为CH3CHO,在一定条件下可以与氢气加成可生成乙醇,此反应也称为还原反应,故B正确;C.B为CH3CHO,C为CH3COOH,可用新制的氢氧化铜鉴别,其中乙酸能溶解新制的氢氧化铜,CH3CHO与新制的氢氧化铜混合加热煮沸可生成砖红色Cu2O沉淀,故C正确;D.E为HOCH2CH2OH,A为乙醇,含有的羟基数目不等,且分子组成相差也不是若干CH2基团,则E和A不可能是同系物,故D错误;故答案为D。10.实验室通常用无水乙醇和浓硫酸加热到170℃制取乙烯,反应方程式为:CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O。若温度过高或加热时间过长,制得的乙烯往往混有CO2、SO2、H2O(g)。(1)试用下图所示的装置设计一个实验,验证制得的气体中含有杂质气体:二氧化碳,二氧化硫和水蒸气,按气流的方向,各装置的连接顺序是_______。(2)实验时若观察到:①中A瓶中溶液褪色,B瓶中溶液颜色逐渐变浅,C瓶中溶液不褪色,则B瓶的作用是_______,C瓶的作用是_________。(3)若气体通过装置③中所盛溶液时,产生白色沉淀,它可以用来验证的气体是____。(4)装置②中所加的试剂名称是____________。(5)乙烯在一定条件下能制得聚乙烯,写出相应的化学反应方程式:_____________________。(6)某同学做此实验时发现装置④存在的不妥之处是:_________________________。【答案】④②①③除去或吸收SO2检验SO2是否除尽CO2无水硫酸铜nCH2=CH2④装置中缺少温度计【解析】【分析】【详解】(1)在检验其它物质时可能会引入水,所以应该先检验水;由于乙烯和SO2都能使溴水和高锰酸钾溶液褪色,先检验SO2、然后除去SO2、再检验乙烯,最后检验二氧化碳。所以各装置的连接顺序是④②①③;(2)实验时若观察到:①中A瓶中溶液褪色,B瓶中溶液颜色逐渐变浅,C瓶中溶液不褪色,则A瓶的作用是检验是否有SO2,B瓶的作用是除去或吸收SO2;C瓶的作用是检验SO2是否除尽。(3)若气体通过装置③中所盛溶液时,产生白色沉淀,它可以用来验证的气体是CO2;(4)装置②检验水蒸气,则其中所加的试剂名称是无水硫酸铜;(5)乙烯发生加聚反应的方程式为nCH2=CH2;(6)用无水乙醇和浓硫酸加热到170℃制取乙烯,而该装置中缺少温度计。11.苯甲酸甲酯是重要的化工原料,某化学兴趣小组仿照实验室制乙酸乙酯的原理以苯甲酸和甲醇为原料制备苯甲酸甲酯。有关数据如下:相对分子质量熔点/℃沸点/℃密度/(g•cm-3)水溶性苯甲酸122122.42491.2659微溶甲醇32-9764.60.792互溶苯甲酸甲酯136-12.3196.61.0888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20mL甲醇,再小心加入3mL浓硫酸,混匀后,投入几粒碎瓷片,在圆底烧瓶上连接冷凝回流装置后,小心加热2小时,得苯甲酸甲酯粗产品。回答下列问题:(1)该反应的化学方程式为_____。(2)实验中,应选择_____(填序号)作为冷凝回流装置,该仪器的名称为_____。(3)使用过量甲醇的原因是_____。Ⅱ.粗产品的精制苯甲酸甲酯粗产品中往往含有少量甲醇、苯甲酸和水等,现拟用下列流程图进行精制。(4)饱和碳酸钠溶液的作用是_____,操作b的名称为_____。(5)该实验中制得苯甲酸甲酯8.5g,则苯甲酸甲酯的产率为_____。【答案】C6H5COOH+CH3OHC6H5COOCH3+H2OB球型冷凝管甲醇沸点低,损失大或甲醇过量可以提高苯甲酸的利用率除去苯甲酸甲酯中的苯甲酸,溶解甲醇,降低苯甲酸甲酯的溶解度蒸馏62.5%【解析】【分析】该实验的目的是制备苯甲酸甲酯,实验原理是+CH3OH+H2O,然后逐步分析;【详解】(1)根据实验目的,制备苯甲酸甲酯,其反应方程式为+CH3OH+H2O;(2)冷凝管的作用是冷凝回流,球形冷凝管的冷却效果比直形冷凝管好,因此选用B装置作冷凝回流装置;(3)该反应为可逆反应,增加甲醇的量,促进平衡向正反应方向进行,可以提高苯甲醇的利用率,同时甲醇的沸点较低,加热时,造成甲醇大量挥发,损失大;(4)根据题意,粗产品中含有少量的甲醇、苯甲酸,加入饱和碳酸钠溶液,可以吸收甲醇,中和苯甲酸,降低苯甲酸甲酯的溶解度;然后采用蒸馏的方法分离出苯甲酸甲酯和甲醇;(5)苯甲酸的物质的量为=0.1mol,甲醇的物质的量为=0.495mol,根据反应方程式,苯甲酸不足,甲醇过量,因此理论上生成苯甲酸甲酯的物质的量为0.1mol,即质量为0.1mol×136g·mol-1=13.6g,则苯甲酸甲酯的产率为×100%=62.5%。【点睛】易错点是冷凝管的选择,实验中圆底烧瓶连接冷凝回流装置,即冷凝管是竖直放置,球形冷凝管冷凝效果比直形冷凝管好,因此选择B,直形冷凝管一般用于蒸馏或分馏中冷凝。12.某化学活动小组设计以下装置进行不同的实验。其中a为用于鼓入空气的气囊,b为螺旋状铜丝,c中盛有冰水。(1)若用A装置做乙醇与乙酸的酯化反应实验,则还需连接的装置是____________(填序号),该装置中应加入试剂____________。从实验安全角度考虑,A装置试管中除加入反应液外,还需加入的固体物质是____________。(2)该小组同学欲做乙醇氧化成乙醛的实验,则应选用的装置是____________(填序号),再用制得的乙醛溶液进行银镜反应,正确的操作顺序是____________(填序号)。①向试管中滴入3滴乙醛溶液②一边振荡一边滴入2%的稀氨水,直至最初产生的沉淀恰好溶解为止③振荡后放入热水中,水浴加热④在洁净的试管中加入1mL2%的AgNO3溶液【答案】D饱和碳酸钠溶液碎瓷片ABC④②①③【解析】【分析】乙酸乙酯的制备实验中,需要用盛有饱和碳酸钠溶液的试管来接收生成物。乙醇的催化氧化实验中,可以用A装置制备乙醇蒸气,B装置是催化氧化装置,C装置是收集乙醛的装置。银镜反应的实验中,要先配制银氨溶液,然后加入少量乙醛溶液,最后水浴加热。【详解】(1)若用A装置做乙醇与乙酸的酯化反应实验,为了收集乙酸乙酯并防止倒吸,需要用盛有饱和碳酸钠溶液的试管,故需要连接D装置,不能用连接E;从实验安全角度考虑,A装置液体加热沸腾需要加入碎瓷片或沸石,防止暴沸;(2)做乙醇氧化成乙醛的实验,需要提供乙醇蒸气和氧气,在催化剂作用下发生氧化反应生成乙醛,反应的化学方程式为2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O,冷却得到液体乙醛,因此,装置的连接顺序为A、B、C;乙醛溶液进行银镜反应的实验步骤有:先制取银氨溶液,向硝酸银溶液中滴入氨水至变色沉淀全部溶解得到银氨溶液,滴入乙醛溶液在水浴中加热反应观察银镜现象。因此,该实验的顺序是④②①③。13.乙酸乙酯广泛用于染料、香料等工业,中学化学实验常用a装置来制备。(1)若实验时是用的C2H518OH,试写出大试管中发生的反应方程式___(要求标出18O的位置)。(2)实验时饱和Na2CO3溶液的作用是___。(3)反应结束后,将试管中收集到的产品倒入___中(填仪器名称),振荡、静置,然后分液。(4)如图分离乙酸乙酯、乙酸和乙醇混合物的实验操作流程图在上述实验过程中,所涉及的三次分离操作分别是___。A.①蒸馏②过滤③分液B.①蒸馏②分液③分液C.①分液②蒸馏③蒸馏D.①分液②蒸馏②结晶、过滤【答案】CH3COOH+C2H518OHCH3CO18OCH2CH3+H2O溶解乙醇,中和乙酸,降低乙酸乙酯在水中的溶解度,减少损失分液漏斗C【解析】【分析】乙酸含有羧基,乙醇含有羟基,在浓硫酸作用下,加热,发生酯化反应生成乙酸乙酯和水,饱和碳酸钠可溶解乙醇、中和乙酸,降低乙酸乙酯的溶解度;最后将收集到的产品倒入分液漏斗中,振荡、静置分层,然后分液。【详解】(1)乙酸与乙醇在浓硫酸作用下,加热发生酯化反应生成乙酸乙酯和水,醇脱氢酸脱羟基,其反应为CH3COOH+C2H518OHCH3CO18OCH2CH3+H2O。(2)生成的乙酸乙酯中含有乙酸和乙醇,饱和Na2CO3溶液的作用是溶解乙醇,中和乙酸,降低乙酸乙酯在水中的溶解度,减少损失,故答案为:溶解乙醇,中和乙酸,降低乙酸乙酯在水中的溶解度,减少损失。(3)反应结束后,将试管中收集到的产品倒入分液漏斗中,振荡、静置分层,然后分液,故答案为:分液漏斗。(4)乙酸乙酯是不溶于水的物质,乙醇和乙酸均是易溶于水,且乙酸与碳酸钠反应得到醋酸钠,所以步骤①是互不相溶液体的分离,采用分液的方法;醋酸钠和乙醇的碳酸钠水溶液是互溶的,其中乙醇的沸点很低,可以采用蒸馏的方法将乙醇分离出来;对醋酸钠和碳酸钠,醋酸钠与硫酸反应得到醋酸,碳酸钠能和硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化碳,再蒸馏可以获得乙酸,选C,故答案为:C。【点睛】实验室制备乙酸乙酯注意:先加乙醇,再加浓硫酸(加入碎瓷片以防暴沸),最后加乙酸,然后加热,酯化反应是一个可逆反应,为了提高酯的产量,必须尽量使反应向有利于生成酯的方向进行,一般是使反应物酸和醇中的一种过量。14.实验室在蒸馏烧瓶中加NaBr、适量水、95%的乙醇和浓硫酸,用酒精灯对烧瓶微热,边反应边蒸馏,蒸出的溴乙烷用水下收集法获得。其中可能发生的副反应有:2HBr+H2SO4(浓)→Br2+SO2+2H2O完成下列填空:(1)制备溴乙烷的化学方程式为:_________、_______。(2)反应中加入少量水不能产生的作用是__________(选填编号)A防止溴乙烷被浓硫酸氧化B减少溴化氢的挥发C使反应混合物分层D溶解溴化钠(3)为了保证容器均匀受热和控制恒温,加热方法最好采用________。(4)采用边反应边蒸馏的操作设计,其主要目的是_________。(5)溴乙烷可用水下收集法获得的依据是___________。(6)下列装置在实验中既能吸收HBr气体,又能防止液体倒吸的是__________(选填编号)(7)粗产品用水洗涤后有机层仍呈红棕色,欲除去该杂质,可加入的试剂为________(选填编号)A碘化钾溶液B亚硫酸钠溶液C氢氧化钠溶液(8)以下步骤,可用于检验溴乙烷中溴元素,其正确的操作顺序是:取少量溴乙烷,然后_______。【答案】NaBr+H2SO4NaHSO4+HBrC2H5OH+HBr
C2H5Br+H2OC水浴加热使反应平衡正向移动,提高产物的产率溴乙烷难溶于水且密度比水大AB加入适量氢氧化钠水溶液,加热,冷却后,加入足量的稀硝酸,再加入硝酸银溶液【解析】【分析】浓硫酸和溴化钠反应生成溴化氢,然后利用溴化氢和乙醇反应制备溴乙烷,因浓硫酸具有强氧化性,可能将溴化钠氧化生成溴单质,使溶液呈橙色;然后利用冷水冷却进行收集溴乙烷;溴乙烷能够与氢氧化钠溶液发生取代反应生成乙醇和溴化钠,溴化钠能够与硝酸银溶液反应生成淡黄色沉淀。【详解】(1)溴化钠与浓硫酸在加热条件下反应生成溴化氢,其反应方程式为:NaBr+H2SO4NaHSO4+HBr;溴化氢与乙醇发生取代反应生成溴乙烷,其反应方程式为:C2H5OH+HBr
C2H5Br+H2O;(2)溴化钠极易溶于水,反应中加入适量的水,能溶解NaBr,溴化氢极易溶于水,因浓硫酸具有强氧化性,易与NaBr发生氧化还原反应,为减少副反应发生,可先加水稀释,减少硫酸浓度,可减少溴化氢的氧化,故答案为:C;(3)溴乙烷的沸点是38.4℃,控制恒温,38.4℃,采用水浴加热,水变成蒸汽的温度不超过100℃,为了保证容器均匀受热和控制恒温,一般采用水浴加热;(4)采取边反应边蒸馏的操作方法,及时分馏出产物,减少生成物的浓度,可促使平衡正向移动,可以提高乙醇的转化率;(5)溴乙烷为有机物,密度比水大且难溶于水,所以溴乙烷可用水下收集法收集和从水中分离;(6)A.HBr气体极易溶于水,对于极易溶于水的气体,吸收装置中的导管与干燥管连接,干燥管球形部分空间大有缓冲作用,当水进入干燥管内,烧杯内液面下降低于导管口,液体又流落到烧杯中,能防止倒吸,故A符合;B.HBr气体极易溶于水,对于极易溶于水的气体,吸收装置中的导管连接漏斗伸入到液体中,不能防止倒吸,故B不符合;C.HBr气体极易溶于水,若将导管伸入水中,由于气体溶于水,导致装置内压强急剧降低,外界大气压压着液体进入,产生倒吸现象,故C不符合;故选:A;(7)粗产品用水洗涤后有机层仍呈红棕色,是由于溴乙烷溶解了Br2的缘故,可用亚硫酸钠溶液洗涤除去,采用亚硫酸钠溶液,不用
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