高考复习分水器的使用

3.分水器的使用高考总复习优化设计GAOKAOZONGFUXIYOUHUASHEJI2026原理分析风向预测目录索引

原理分析(1)分水器的原理主要涉及共沸蒸馏和密度分层两个核心机制,反应中生成的水会与夹带剂(如甲苯、苯等)形成低沸点共沸物,使混合物在低于水单独沸点的温度下蒸发,共沸物经冷凝后,在分水器中分层。(2)分水器通过持续移除水,减少产物浓度,使化学平衡向正反应方向移动,提高反应物的转化率和产率。风向预测下列说法错误的是(

)A.实验时最好采用水浴加热,且冷却水应从b口流出B.分水器可及时放出水层,避免水层升高流入烧瓶C.环己烷的作用是在较低温度下带出生成的水,促进酯化反应正向进行D.实验时应依次向圆底烧瓶中加入碎瓷片、浓硫酸、苯甲酸、无水乙醇、环己烷D解析:该反应需控制温度在65~70

℃进行加热回流,最好采用水浴加热的方式,冷凝管的冷凝水应该下进上出,即从a口流入,b口流出,A正确;合成反应中,分水器中会出现分层现象,上层为油状物,下层为水,当油层液面高于支管口时,油层会沿着支管口流回烧瓶,以达到反应物冷凝回流、提高产率的目的,当下层液面距分水器支管口不足2

cm时,需及时放出水层,避免水层升高流入烧瓶,B正确;根据已知信息“环己烷沸点为80.8

℃,可与乙醇和水形成共沸物,其混合物沸点为62.1

℃”,可知环己烷的作用是在较低温度下带出生成的水,促进酯化反应正向进行,C正确;实验时应最后加入浓硫酸,D错误。2.环己酮缩乙二醇(DYTY)是有机合成香料,实验室制备DYTY的原理及实验装置如图所示:已知:苯的沸点为80.1℃。

下列有关说法错误的是(

)A.冷凝管可改用球形冷凝管,入水口都为下管口AB.当分水器中水层不再增多,说明制备实验已完成C.加入苯的作用是作为溶剂,同时与水形成共沸物便于蒸出水D.当观察到分水器中苯层液面高于支管口时,必须打开旋塞B将水放出D解析:冷凝管的作用是冷凝回流苯和水蒸气,改用球形冷凝管也可提高冷凝效果,冷凝管竖立使用时,冷凝水从下管口A进,A正确;当分水器中水层不再增多,说明该反应已不再生成水,因此反应完成,B正确;装置中苯的作用是作为反应溶剂,同时与水形成共沸物便于蒸出水,经冷凝管冷凝回流后进入分水器,使水脱离反应体系,使平衡向正反应方向移动,提高环己酮缩乙二醇的产率,C正确;当分水器中苯层液面高于支管口时,苯回流至圆底烧瓶并继续蒸馏,并不是必须打开旋塞B将水放出,D错误。3.乳酸薄荷醇酯广泛应用于化妆品和食品等行业中。实验室以薄荷醇和乳酸为原料直接反应制备乳酸薄荷醇酯的反应为主要实验装置示意图和有关数据如下:物质相对分子质量溶解性乳酸901.2516.8122易溶于水和有机溶剂薄荷醇1560.8943103微溶于水,易溶于有机溶剂乳酸薄荷醇酯2280.976-47142微溶于水,易溶于有机溶剂甲苯(有毒)920.89-94.9110.6不溶于水,可作为有机溶剂实验步骤如下:Ⅰ.合成:在带有温度计、分水器、搅拌器的250mL三颈烧瓶中加入薄荷醇15.6g、90%乳酸23.5g、浓硫酸0.1g、甲苯50g,加热到120℃,加热回流2.5小时。Ⅱ.分离与提纯:降温冷却后放出水层,有机层与反应液合并,将合并液分别用20mL10%碳酸钠溶液洗涤两次、去离子水洗涤两次,干燥,减压蒸馏,得到产品13.7g。回答下列问题:(1)仪器a的名称是__________;在以上“合成”步骤中需控制反应温度120℃的原因可能是_______________________________________。

(2)实验中加入过量乳酸的目的是____________________;分水器的作用主要是_____________________________________________________。

(3)甲苯的作用之一是带出生成的水,另一个作用是_________________________________________________________;若采用环己烷替代甲苯,其优点是____________________________(答一个即可)。

(4)在“分离与提纯”步骤中,水层应从分液漏斗的__________(填“上口”或“下口”)放出,用碳酸钠溶液洗涤的主要目的是____________________。

(5)“减压蒸馏”的目的是______________________________。

(6)本实验中乳酸薄荷醇酯的产率约为__________(结果保留两位有效数字)。球形冷凝管

防止温度高于120℃发生副反应

提高薄荷醇的转化率

及时分离生成的水,有利于使平衡正向移动,提高酯的产率

利用甲苯溶解薄荷醇,使薄荷醇回流到三颈烧瓶中再与乳酸反应

环己烷毒性小或环己烷沸点低

下口

除去合并液中的H2SO4和乳酸

降低沸点,分离出乳酸薄荷醇酯

60%解析:(1)a是球形冷凝管;温度高于120

℃时,易发生副反应,同时水的沸点为100

℃,反应物乳酸的沸点为122

℃,为了达到既要将水分除去,又不使乳酸损失太多的目的,故将反应温度控制在120

℃。(2)为了提高酯的产量,需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;分水器的作用是把反应产生的水从反应体系中分离开来,使反应向有利于生成酯的方向进行,从而提高酯的产量。(4)甲苯不溶于水,与水分层,水的密度大,位于下方,因此