
?陌生有機(jī)物的制備工藝
非選擇題(共15題)
1.三氯乙醛(CCl3CHO)是生產(chǎn)農(nóng)藥、醫(yī)藥的重要中間體,實(shí)驗(yàn)室制備三氯乙醛的反應(yīng)裝置示意圖(加熱裝置未畫(huà)出)和有關(guān)數(shù)據(jù)如下:
①制備反應(yīng)原理:C2H5OH+4Cl2→CCl3CHO+5HCl
②相關(guān)物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量及部分物理性質(zhì):
相對(duì)分子質(zhì)量
熔點(diǎn)/℃
沸點(diǎn)/℃
溶解性
C2H5OH
46
-114.1
78.3
與水互溶
CCl3CHO
147.5
-57.5
97.8
可溶于水、乙醇
CCl3COOH
163.5
58
198
可溶于水、乙醇、三氯乙醛
C2H5Cl
64.5
-138.7
12.3
微溶于水,可溶于乙醇
(1)恒壓漏斗中盛放的試劑的名稱(chēng)是_____,盛放KMnO4儀器的名稱(chēng)是_____。
(2)反應(yīng)過(guò)程中C2H5OH和HCl可能會(huì)生成副產(chǎn)物C2H5Cl,同時(shí)CCl3CHO(三氯乙醛)也能被次氯酸繼續(xù)氧化生成CCl3COOH(三氯乙酸),寫(xiě)出三氯乙醛被次氯酸氧化生成三氯乙酸的化學(xué)方程式:_____。
(3)該設(shè)計(jì)流程中存在一處缺陷是_____,導(dǎo)致引起的后果是_____,裝置B的作用是______。
(4)反應(yīng)結(jié)束后,有人提出先將C中的混合物冷卻到室溫,再用分液的方法分離出三氯乙酸。你認(rèn)為此方案是否可行_____(填是或否),原因是_____。
(5)測(cè)定產(chǎn)品純度:稱(chēng)取產(chǎn)品0.36g配成待測(cè)溶液,加入0.1000mol?L?1碘標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00mL,再加入適量Na2CO3溶液,反應(yīng)完全后,加鹽酸調(diào)節(jié)溶液的pH,立即用0.02000mol?L?1Na2S2O3溶液滴定至終點(diǎn)。進(jìn)行三次平行實(shí)驗(yàn),測(cè)得平均消耗Na2S2O3溶液20.00mL。則產(chǎn)品的純度為_(kāi)____(計(jì)算結(jié)果保留四位有效數(shù)字)。滴定原理:CCl3CHO+OH-=CHCl3+HCOO-、HCOO-+I2=H++2I-+CO2、I2+2S2O32-=2I-+S4O62-
2.苯甲酸乙酯可由苯甲酸與乙醇在濃硫酸共熱下反應(yīng)制得(已知苯甲酸的酸性強(qiáng)于碳酸),反應(yīng)裝置如圖(部分裝置省略),反應(yīng)原理如下:
+C2H5OH+H2O
實(shí)驗(yàn)操作步驟:
①向三頸燒瓶?jī)?nèi)加入12.2 g苯甲酸、25 mL乙醇、20 mL苯及4 mL濃硫酸,搖勻,加入沸石。
②裝上分水器、電動(dòng)攪拌器和溫度計(jì),加熱至分水器下層液體接近支管時(shí)將下層液體放入量筒中。繼續(xù)蒸餾,蒸出過(guò)量的乙醇,至瓶?jī)?nèi)有白煙(約3h),停止加熱。
③將反應(yīng)液倒入盛有80 mL冷水的燒杯中,在攪拌下分批加入碳酸鈉粉末至溶液無(wú)二氧化碳逸出,用pH試紙檢驗(yàn)至呈中性。
④用分液漏斗分出有機(jī)層,水層用25 mL乙醚萃取,然后合并至有機(jī)層。用無(wú)水CaC12干燥,粗產(chǎn)物進(jìn)行蒸餾,低溫蒸出乙醚。當(dāng)溫度超過(guò)140℃時(shí),直接接收210—213℃的餾分,最終通過(guò)蒸餾得到純凈苯甲酸乙酯12.8 mL。
可能用到的有關(guān)數(shù)據(jù)如下:
回答以下問(wèn)題:
(1)反應(yīng)裝置中分水器上方的儀器名稱(chēng)是______
(2)步驟①中加濃硫酸的作用是________,加沸石的目的是______。
(3)步驟②中使用分水器除水的目的是__________。
(4)步驟③中加入碳酸鈉的目的是____________ 。
(5)步驟④中有機(jī)層從分液漏斗的____(選填“上口倒出”或“下口放出”)。
(6)蒸餾操作中溫度計(jì)水銀球的位置應(yīng)為下圖中________(填a、b、c、d)所示。
(7)本實(shí)驗(yàn)所得到的苯甲酸乙酯產(chǎn)率______%。
3.實(shí)驗(yàn)室利用呋喃甲醛為原料制備呋喃甲醇與呋喃甲酸。
Ⅰ、制備原理:
2+NaOH+
+HCl+NaCl
Ⅱ、實(shí)驗(yàn)步驟
Ⅲ、相關(guān)信息
呋喃甲醛
呋喃甲醇
呋喃甲酸
乙醚
熔點(diǎn)/℃
-36.5
-29
133
-116.3
沸點(diǎn)/℃
161.7
170
231
34.5
水溶性
微溶
微溶
可溶
不溶
相對(duì)分子質(zhì)量
96
98
112
74
Ⅳ、實(shí)驗(yàn)裝置
V、分析與思考,回答下列問(wèn)題:
(1)操作①名稱(chēng)___;產(chǎn)品Y為_(kāi)__。
(2)操作②的裝置如圖1所示,收集產(chǎn)品X時(shí)溫度計(jì)的讀數(shù)應(yīng)控制在90℃左右,其原因是___。
(3)操作①所得水溶液,加鹽酸須控制pH為2~3,pH<3的理由是___;控制溶液pH時(shí),應(yīng)選擇的指示劑是__。
(4)粗產(chǎn)品Y純化過(guò)程用圖2裝置進(jìn)行熱過(guò)濾,具體操作:向銅漏斗中加熱水→___→拆裝置。涉及操作順序最合理的選項(xiàng)。
A.加熱漏斗支管→放入短頸漏斗→放入濾紙→放接液燒杯→倒入熱的待濾液
B.放入短頸漏斗→放接液燒杯→加熱漏斗支管→放入濾紙→倒入熱的待濾液
C.放入短頸漏斗→放入濾紙→加熱漏斗支管→放接液燒杯→倒入熱的待濾液
D.放入短頸漏斗→放入濾紙→放接液燒杯→倒入熱的待濾液→加熱漏斗支管
(5)共消耗30mL萃取劑乙醚,從萃取效果角度思考,下列4種萃取方式最合理的是__。
A.30mL、0mL、0mL B.10mL、10mL、10mL
C.15mL、10mL、5 mL D.5mL、10mL、15mL
(6)計(jì)算產(chǎn)品Y的產(chǎn)率ω(Y)=___。
4.環(huán)己烯是重要的化工原料。其實(shí)驗(yàn)室制備流程如下:
回答下列問(wèn)題:
Ⅰ.環(huán)己烯的制備與提純
(1)原料FeCl3·6H2O中若含F(xiàn)eCl2雜質(zhì),檢驗(yàn)方法為:取一定量的該樣品配成溶液,加入__________ (填化學(xué)式) 溶液,現(xiàn)象為_(kāi)_________。
(2)操作1的裝置如圖所示(加熱和夾持裝置已略去)。
①濃硫酸也可作該反應(yīng)的催化劑,選擇FeCl3·6H2O而不用濃硫酸的原因?yàn)開(kāi)__(填序號(hào))。
a 濃硫酸易使原料碳化并產(chǎn)生SO2
b FeCl3·6H2O污染小、可循環(huán)使用,符合綠色化學(xué)理念
c 同等條件下,用FeCl3·6H2O比濃硫酸的平衡轉(zhuǎn)化率高
②儀器B的作用為_(kāi)___________。
(3)下列玻璃儀器中,操作2中需使用的有________(填標(biāo)號(hào))。
(4)將操作3(蒸餾)的步驟補(bǔ)齊:安裝蒸餾裝置,加入待蒸餾的物質(zhì)和沸石,________(填序號(hào))。
①棄去前餾分,收集83℃的餾分②加熱③通冷凝水
Ⅱ.環(huán)己烯含量的測(cè)定
在一定條件下,向a g環(huán)己烯樣品中加入b mol Br2。充分反應(yīng)后,向所得溶液中加入足量的KI,再用c mol/L的Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定該溶液,終點(diǎn)時(shí)消耗Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液v mL(以上數(shù)據(jù)均已扣除干擾因素)。 [已知:]
(5)滴定所用指示劑為_(kāi)___________。樣品中環(huán)己烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)___________(用字母表示)。
(6)上述滴定完成后,若滴定管尖嘴處留有氣泡會(huì)導(dǎo)致最終測(cè)定的環(huán)己烯含量偏__________。(填“高”或“低”)
5.呋喃甲酸是抗菌素一種,在食品工業(yè)中作防腐劑,也作涂料添加劑、醫(yī)藥、香料等中間體,可用呋喃甲醛制備,其實(shí)驗(yàn)原理和制備步驟如下:
步驟③提純過(guò)程:溶解→活性炭脫色→趁熱過(guò)濾→冷卻結(jié)晶→抽濾→洗滌→干燥。
已知:①呋喃甲酸在100℃升華,133℃熔融,230-232℃沸騰,并在此溫度下脫羧;
②呋喃沸點(diǎn)為31-32℃,易溶于水;
③無(wú)水氯化鈣能與醇形成復(fù)合物。
(1)步驟①的關(guān)鍵是控制溫度,其措施有:磁力攪拌、______和______。
(2)步驟②中干燥所使用的干燥劑可選用______。
A.98%濃硫酸 B.無(wú)水硫酸鎂
C.無(wú)水碳酸鈉 D.無(wú)水氯化鈣
(3)呋喃甲酸在A、B、C三種溶劑中溶解度(s)隨溫度變化的曲線如圖:步驟③提純時(shí),合適的溶解溶劑是______,其理由______。
(4)利用呋喃甲酸可以制取八甲基四氧雜夸特烯。
①儀器a的名稱(chēng):______,裝置b的作用:______,
②脫羧裝置中用冰鹽浴的目的是______;
③確定產(chǎn)品為八甲基四氧雜夸特烯,可通過(guò)測(cè)定沸點(diǎn),還可采用的檢測(cè)方法有______。
④若用4.5g呋喃甲酸制得了0.5g八甲基四氧雜夸特烯(M=432g·mol-1),則產(chǎn)率為_(kāi)_____(保留4位有效數(shù)字)。
6.乙酸正丁酯是醫(yī)藥合成的重要中間體,某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室中用乙酸和正丁醇來(lái)制取,實(shí)驗(yàn)操作如下:
Ⅰ.將混合液(18.5 mL正丁醇和13.4 mL乙酸(過(guò)量),0.4 mL濃硫酸)置于儀器A中并放入適量沸石(見(jiàn)圖I,沸石及加熱裝置等略去),然后加熱回流約20分鐘。
Ⅱ.將反應(yīng)后的溶液進(jìn)行如下處理:①用水洗滌,②用試劑X干燥,③用10% Na2CO3溶液洗滌。
Ⅲ.將所得到的乙酸正丁酯粗品轉(zhuǎn)入蒸餾燒瓶中進(jìn)行蒸餾,最后得到17.1 g乙酸正丁酯。
圖Ⅰ 圖Ⅱ
部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示:
化合物
相對(duì)分子質(zhì)量
密度/(g·mL-1)
沸點(diǎn)/℃
溶解度(g)/(100 g水)
正丁醇
74
0.80
118.0
9
乙酸
60
1.045
118.1
互溶
乙酸正丁酯
1 1 6
0.882
126.1
0.7
(1)儀器A的名稱(chēng)是_________,使用分水器(實(shí)驗(yàn)中可分離出水)能提高酯的產(chǎn)率,其原因是______________________.
(2)步驟Ⅱ中的操作順序?yàn)開(kāi)___________(填序號(hào)),用Na2CO3溶液洗滌的目的是____________,試劑X不能選用下列物質(zhì)中的______________(填字母序號(hào))。
a.無(wú)水硫酸鎂 b.新制生石灰 c.無(wú)水硫酸鈉
(3)步驟Ⅲ(部分裝置如圖Ⅱ所示)。
①蒸餾過(guò)程中需要使用_________形冷凝管,當(dāng)儀器連接好后,a.向相應(yīng)的冷凝管中通冷凝水;b.加熱蒸餾燒瓶的先后順序是___________。(填“先a后b"或“先b后a”)
②溫度計(jì)水銀球所處的位置不同,會(huì)影響?zhàn)s出物的組成,當(dāng)溫度計(jì)水銀球分別位于圖Ⅱ中的________(填“a”“b”“c”或“d”)點(diǎn)時(shí)會(huì)導(dǎo)致收集到的產(chǎn)品中混有較多的低沸點(diǎn)雜質(zhì)。
(4)該實(shí)驗(yàn)乙酸正丁酯的產(chǎn)率是_____________。(計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。
7.苯乙酸銅是合成優(yōu)良催化劑、傳感材料——納米氧化銅的重要前驅(qū)體之一,可采用苯乙腈為原料在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行合成。制備苯乙酸的裝置如圖(加熱和夾持裝置等略)。已知:苯乙酸的熔點(diǎn)為76.5℃,微溶于冷水,溶于乙醇。
在250mL三口瓶a中加入70mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%的硫酸,加熱至100℃,再緩緩 滴入40g苯乙腈,然后升溫至130℃,發(fā)生反應(yīng)
請(qǐng)回答:
(1)儀器b的名稱(chēng)是_______,其作用是 __________________________。反應(yīng)結(jié)束后加適量冷水再分離出苯乙酸粗品,加入冷水的目的是______。
(2)分離出粗苯乙酸所用到的儀器是(填字母)______。
a.漏斗 b.分液漏斗 c.燒杯 d.玻璃棒 e.直形冷凝管
(3)將苯乙酸加入到乙醇與水的混合溶劑中,充分溶解后加入Cu(OH)2,攪拌30min,過(guò)濾,濾液靜置一段時(shí)間可以析出苯乙酸銅晶體,寫(xiě)出發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式 ___________,混合溶劑中乙醇的作用是_______________。
(4)提純粗苯乙酸最終得到44g純品,則苯乙酸的產(chǎn)率是_________。(苯乙腈的相對(duì)分子質(zhì)量117;苯乙酸的相對(duì)分子質(zhì)量136)
8.青蒿素,是烴的含氧衍生物,為無(wú)色針狀晶體,易溶于丙酮、氯仿和苯中,在甲醇、乙醇、乙醚、石油醚中可溶解,在水中幾乎不溶,熔點(diǎn)為156~157℃,熱穩(wěn)定性差,青蒿素是高效的抗瘧藥.已知:乙醚沸點(diǎn)為35℃.從青蒿中提取青蒿素的方法之一是以萃取原理為基礎(chǔ)的,主要有乙醚浸取法和汽油浸取法.乙醚浸取法的主要工藝為:
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)對(duì)青蒿進(jìn)行干燥破碎的目的是_____________________。
(2)操作I需要的玻璃儀器主要有:燒杯、_______________,操作Ⅱ的名稱(chēng)是___________________。
(3)操作Ⅲ的主要過(guò)程可能是___________________________(填字母)。
A.加水溶解,蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶
B.加95%的乙醇,濃縮、結(jié)晶、過(guò)濾
C.加入乙醚進(jìn)行萃取分液
(4)用下列實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)定青蒿素分子式的方法如下:將28.2g青蒿素樣品放在硬質(zhì)玻璃管C中,緩緩?fù)ㄈ肟諝鈹?shù)分鐘后,再充分燃燒,精確測(cè)定裝置E和F實(shí)驗(yàn)前后的質(zhì)量,根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算。
①裝置E中盛放的物質(zhì)是__________________,裝置F中盛放的物質(zhì)是____________________?。
②該實(shí)驗(yàn)裝置可能會(huì)產(chǎn)生誤差,造成測(cè)定含氧量偏低,改進(jìn)方法是______________________。
③用合理改進(jìn)后的裝置進(jìn)行試驗(yàn),稱(chēng)得:
裝置
實(shí)驗(yàn)前/g
實(shí)驗(yàn)后/g
E
22.6
42.4
F
80.2
146.2
則測(cè)得青蒿素的最簡(jiǎn)式是_____________________________。
(5)某學(xué)生對(duì)青蒿素的性質(zhì)進(jìn)行探究。將青蒿素加入含有NaOH、酚酞的水溶液中,青蒿素的溶解量較小,加熱并攪拌,青蒿素的溶解量增大,且溶液紅色變淺,說(shuō)明青蒿素與_________(填字母)具有相同的性質(zhì)。
A.乙醇?????????B.乙酸???????????C.乙酸乙酯????????D.葡萄糖
(6)某科研小組經(jīng)多次提取青蒿素實(shí)驗(yàn)認(rèn)為用石油醚做溶劑較為適宜,實(shí)驗(yàn)中通過(guò)控制其他實(shí)驗(yàn)條件不變,來(lái)研究原料的粒度、提取時(shí)間和提取溫度對(duì)青蒿素提取速率的影響,其結(jié)果如圖所示:由下圖可知控制其他實(shí)驗(yàn)條件不變,采用的最佳粒度、時(shí)間和溫度為_(kāi)_________________。
A.80目、100分鐘、50℃ B.60目、120分鐘、50℃ C.60目、120分鐘、55℃
9.某化學(xué)小組采用類(lèi)似制乙酸乙酯的裝置(如圖),以環(huán)己醇制備環(huán)己烯
已知:
(1)制備粗品
將12.5mL環(huán)己醇加入試管A中,再加入1mL濃硫酸,搖勻后放入塊狀物質(zhì),緩慢加熱至反應(yīng)完全,在試管C內(nèi)得到環(huán)己烯粗品。
①塊狀物質(zhì)的作用是___________,導(dǎo)管B的作用是___________。
②試管C置于冰水浴中的目的是____________________________________。
(2)制備精品
①環(huán)己烯粗品中含有環(huán)己醇和少量酸性雜質(zhì)等。加入飽和食鹽水,振蕩、靜置、分層,環(huán)己烯在_________層(填上或下),分液后用_________ (填入編號(hào))洗滌。
a.KMnO4溶液 b.稀H2SO4 c.Na2CO3溶液
②再將環(huán)己烯按右圖裝置蒸餾,冷卻水從_______口流出,目的是_________
③收集產(chǎn)品時(shí),控制的溫度應(yīng)在_________左右,實(shí)驗(yàn)制得的環(huán)己烯精品質(zhì)量低于理論產(chǎn)量,可能的原因是___________
a.蒸餾時(shí)從70℃開(kāi)始收集產(chǎn)品
b.環(huán)己醇實(shí)際用量多了
c.制備粗品時(shí)環(huán)己醇隨產(chǎn)品一起蒸出
(3)以下區(qū)分環(huán)己烯精品和粗品的方法,合理的是_______________________。
a.用酸性高錳酸鉀溶液 b.用金屬鈉 c.測(cè)定沸點(diǎn)
10.阿司匹林(主要成分為乙酰水楊酸)是解熱止痛、治療感冒的藥物。它是由水楊酸(鄰羥基苯甲酸)與醋酸酐進(jìn)行酯化反應(yīng)制得的。其反應(yīng)原理如下:
為避免醋酸酐水解,所用原料、儀器要充分干燥。有關(guān)物質(zhì)的參數(shù)如下表:
名稱(chēng)
式量
性質(zhì)
熔點(diǎn)/℃
沸點(diǎn)/℃
溶解度
水
乙醇
乙酸乙酯
水楊酸
138
白色結(jié)晶粉末、無(wú)臭
157~159
211
溶
易溶
易溶
醋酸酐
102
無(wú)色液體、易燃、有醋酸味
-73.1
138.6
易溶
溶
易溶
乙酸水楊酸
180
白色針狀結(jié)晶
135
321.4
冰水微溶、熱水可溶
易溶
微溶
制取阿司匹林的工藝流程如下:
回答下列問(wèn)題:
(1)濃磷酸的作用是__________。步驟②的加熱方式為水浴加熱,溫度控制在________℃。
(2)向粗產(chǎn)物中加入乙酸乙酯的作用是_________________。
(3)驗(yàn)證最后得到的乙酰水楊酸產(chǎn)品較為純凈的方法是_________________。
(4)精制后乙酰水楊酸的質(zhì)量為8.91 g,則其產(chǎn)率為_(kāi)_____,造成產(chǎn)率低的原因可能有__________(任寫(xiě)一點(diǎn))。
11.溴苯是一種常用的化工原料。實(shí)驗(yàn)室制備溴苯的實(shí)驗(yàn)步驟如下:
步驟1:在a中加入20mL苯和少量鐵屑,再將b中4.0 mL液溴慢慢加入到a中充分反應(yīng).將b 中的液溴慢慢加入到a中,而不能快速加入的原因是_______________。繼續(xù)滴加液溴至完全加入。裝置d的作用是___________________。
步驟2:向a中加入15mL水,然后_____________(填操作名稱(chēng))除去未反應(yīng)的鐵屑。
步驟3:再依次用10mL水、8mL10%的Na0H溶液、10mL水洗滌,分液得粗溴苯。Na0H溶液洗滌的作用是________________。
步驟4:向分出的粗溴苯中加入少量的無(wú)水氯化鈣.靜置、過(guò)濾即得粗產(chǎn)品。加入氯化鈣的目的是_______。
已知溴、苯、溴苯的有關(guān)物理性質(zhì)如下表:
(1)實(shí)驗(yàn)裝置中,儀器c的名稱(chēng)為_(kāi)_____________,作用是冷凝回流.回流的主要物質(zhì)有_______________(填化學(xué)式)。
(2)步驟4得到的粗產(chǎn)品中還含有雜質(zhì)苯,則要進(jìn)一步提純粗產(chǎn)品,還必須進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作名稱(chēng)是_______________。
(3)在該實(shí)驗(yàn)中,a的容積最適合的是_________(填入正確選項(xiàng)前的字母)。
A.500mL B.250 mL C.10O mL D.50 mL
(4)若步驟4的粗產(chǎn)品經(jīng)進(jìn)一步精制得到5.7mL的溴苯,則該實(shí)驗(yàn)中溴苯的產(chǎn)率是___________。
12.丙烯酸甲脂是—種重要的工業(yè)原料,某實(shí)驗(yàn)小組制取丙烯酸甲脂的裝置如圖所示:
CH2=CHCOOH+HOCH3CH2=CHCOOCH3+H2O
①取10.0g丙烯酸和6.0g甲醇放置于三頸燒瓶中,連接好冷凝管,用攪拌棒攪拌,水浴加熱。
②充分反應(yīng)后,冷卻,向混合液中加入5%Na2CO3溶液洗至中性。
③分液,取上層油狀液體,再用無(wú)水Na2SO4干燥后蒸餾,收集70-90℃餾分。
可能用到的信息:
沸點(diǎn)
溶解性
丙烯酸
141℃
與水互溶,易溶于有機(jī)溶劑
有毒
甲醇
65℃
與水互溶,易溶于有機(jī)溶劑
易揮發(fā),有毒
丙烯酸甲酯
80.5℃
難溶于水,易溶于有機(jī)溶劑
易揮發(fā)
回答下列問(wèn)題:
(1)儀器b的名稱(chēng)是__________________。
(2)混合液用5%Na2CO3溶液洗滌的目的是_____________________。
(3)關(guān)于產(chǎn)品的蒸餾操作(夾持裝置未畫(huà)出),下圖中有2處錯(cuò)誤,請(qǐng)分別寫(xiě)出______________、____________。
為檢驗(yàn)產(chǎn)率,設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn):
①將油狀物質(zhì)提純后平均分成5份,取出1份置于錐形瓶中,加入2.5mol/L的KOH溶液10.00mL,加熱使之完全水解。
②用酚酞做指示劑,向冷卻后的溶液中滴加0.5mol/L的HCl溶液,中和過(guò)量的KOH,滴到終點(diǎn)時(shí)共消耗鹽酸18.00mL。
(4)計(jì)算本次酯化反應(yīng)丙烯酸的轉(zhuǎn)化率____________________。
(5)請(qǐng)列舉2條本實(shí)驗(yàn)中需要采取的安全防護(hù)措施_____________、_____________________。
13.甲醛(HCHO)與葡萄糖相似具有強(qiáng)還原性,40%甲醛溶液沸點(diǎn)為96℃,易揮發(fā)。為探究過(guò)量甲醛和新制Cu(OH)2反應(yīng)的產(chǎn)物,進(jìn)行如下研究。
(1)在如圖裝置中進(jìn)行實(shí)驗(yàn),向a中加入0.5 mol/LCuSO4溶液50 mL和5 mol/LNaOH溶液100 mL,振蕩,再加入40%的甲醛溶液50 mL,緩慢加熱a,在65 ℃時(shí)回流20分鐘后冷卻至室溫。反應(yīng)過(guò)程中觀察到有棕色固體生成,最后變成紅褐色,并有氣體產(chǎn)生。
①儀器b的名稱(chēng)是_________,作用為_(kāi)________。
②能說(shuō)明甲醛具有還原性的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是______________。
(2)查閱資料發(fā)現(xiàn)氣體產(chǎn)物是副反應(yīng)產(chǎn)生的。為確認(rèn)氣體產(chǎn)物含H2不含CO,將裝置A和如圖所示的裝置連接后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
依次連接的合理順序?yàn)锳→B→___→_____→_____→_____→G,________裝置B的作用是______。
(3)已知:。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明a中甲醛的碳元素未被氧化成+4 價(jià),___________。
(4)為研究紅色固體產(chǎn)物的組成,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)(以下每步均充分反應(yīng)):
已知:Cu2O ?[Cu(NH3)4]+(無(wú)色) [Cu(NH3)4]2+(藍(lán)色)
①搖動(dòng)錐形瓶i的目的是__________。
②錐形瓶ii中固體完全溶解得深藍(lán)色溶液的離子方程式為_(kāi)______________。
③將容量瓶ii中的溶液稀釋100倍后,溶液的顏色與容量瓶i相近。由此可知固體產(chǎn)物的組成及物質(zhì)的量之比約為_(kāi)__________。
14.某興趣小組利用廢舊聚乳酸材料制備乳酸鋁,方案如下:
已知:①反應(yīng)原理:
乳酸常溫下為易溶于水、乙醇等溶劑的液體;乳酸鋁為白色或黃色粉末狀固體,溶于水,不溶于乙醇等有機(jī)溶劑。
請(qǐng)回答:
(1)聚乳酸與NaOH加熱回流合適的裝置是______,儀器a的名稱(chēng)_______。
(2)其他條件不變調(diào)整乳酸溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù),以及其他條件不變調(diào)整乳酸和鋁的物質(zhì)的最之比,得出如下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)1-3,最合適的?(乳酸)為_(kāi)________。根據(jù)實(shí)驗(yàn)4-6,n(乳酸):n(鋁)最合適的選擇為3.025,不考慮實(shí)驗(yàn)原料價(jià)格,最可能的理由是:_________。
編號(hào)
時(shí)間/h
n(乳酸)∶n(鋁)
?(乳酸)
產(chǎn)率(%)
編號(hào)
時(shí)間/h
n(乳酸)∶n(鋁)
?(乳酸)
產(chǎn)率(%)
1
8
3.025
0.10
64.0
4
10
2.935
0.20
78.4
2
8
3.025
0.20
72.0
5
10
3.025
0.20
90.2
3
8
3.025
0.30
68.5
6
10
3.505
0.20
91.3
(3)抽濾I需對(duì)反應(yīng)容器進(jìn)行洗滌,并將洗滌液也抽濾。抽慮Ⅱ需對(duì)粗產(chǎn)品進(jìn)行洗滌。所用洗滌劑最合適的分別是_________。
A.抽濾I洗滌劑用熱水,抽慮Ⅱ洗滌劑用冷水;
B.抽濾I洗滌劑用濾液,抽慮Ⅱ洗滌劑用濾液;
C.抽濾I洗滌劑先用濾液再用無(wú)水乙醇,抽慮Ⅱ洗滌劑用無(wú)水乙醇;
D.抽濾I洗滌劑先用無(wú)水乙醇再用濾液,抽慮Ⅱ洗滌劑先用無(wú)水乙醇再用濾液。
(4)乳酸鋁純度測(cè)定方法如下:取ag乳酸鋁(相對(duì)分子質(zhì)量294)樣品溶解,加入緩沖溶液調(diào)節(jié)pH值,加入bmLcmol·L-1的EDTA溶液。然后加入指示劑,用d mol·L-1的標(biāo)準(zhǔn)鋅溶液滴定過(guò)量的EDTA溶液。Al3+和Zn2+與EDTA均1∶1反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)消耗標(biāo)準(zhǔn)鋅溶液emL,則乳酸鋁純度為_(kāi)________。
15.乙酸正丁酯常用作香精,實(shí)驗(yàn)室用冰醋酸和正丁醇制備乙酸正丁酯
Ⅰ.乙酸正丁酯粗產(chǎn)品的制備
試管中加少許入沸石、7.4 mL正丁醇和6.4 mL冰醋酸,再加入3~4滴濃硫酸,然后安裝好裝置,加熱使之反應(yīng)。
Ⅱ.乙酸正丁酯粗產(chǎn)品的精制
將試管中的液體轉(zhuǎn)移到分液漏斗中,用10 mL水洗滌,除去下層水層;有機(jī)層繼續(xù)用10 mL 10% Na2CO3洗滌至中性;再用10 mL 的水洗滌。
將酯層進(jìn)行蒸餾。蒸餾收集乙酸正丁酯產(chǎn)品時(shí),應(yīng)將溫度控制在126.1℃左右。
Ⅲ.計(jì)算產(chǎn)率
稱(chēng)量出制得的乙酸正丁酯的質(zhì)量為5. 12 g。
已知:
物質(zhì)
密度/g·cm-3
沸點(diǎn)/℃
溶解度/100g水
正丁醇
0.810
118.0
9
冰醋酸
1.049
118.1
互溶
乙酸正丁酯
0.882
126.1
0.7
完成下列填空:
(1)上圖裝置中長(zhǎng)導(dǎo)管有冷凝回流作用,它可以由分水回流裝置代替。分水回流裝置中回流下來(lái)的蒸氣冷凝液進(jìn)入分水器,待分層后,有機(jī)層會(huì)自動(dòng)流回到反應(yīng)器中,將生成的水從分水器中放出去。
分水回流代替長(zhǎng)導(dǎo)管回流,對(duì)乙酸正丁酯的合成有什么作用___________________。
使用分水器裝置進(jìn)行回流的可逆反應(yīng),一般應(yīng)具備___________________條件。
(2)分水器在使用時(shí)須預(yù)先加水,使其水面低于分水器回流支管下沿3~5 mm的水。
預(yù)先加水的目的是___________________。
(3)反應(yīng)時(shí)加熱有利于提高酯的產(chǎn)率,但溫度過(guò)高時(shí)酯的產(chǎn)率反而降低,其可能的原因是___________________。
(4)水洗的目的是___________________。堿洗的目的是___________________。
測(cè)pH值的操作____________。
(5)本次實(shí)驗(yàn)乙酸正丁酯的產(chǎn)率___________________。
參考答案
1.濃鹽酸 圓底燒瓶 無(wú)干燥裝置 副產(chǎn)物增加 除去氯氣中的氯化氫 否 三氯乙酸會(huì)溶于乙醇和三氯乙醛,無(wú)法分液 73.75%
【分析】
根據(jù)題干和裝置圖我們能看出這是一個(gè)有機(jī)合成實(shí)驗(yàn)題,考查的面比較綜合,但是整體難度一般,按照實(shí)驗(yàn)題的解題思路去作答即可。
【詳解】
(1)根據(jù)反應(yīng)原理我們發(fā)現(xiàn)原料需要氯氣,因此裝置A就應(yīng)該是氯氣的發(fā)生裝置,所以恒壓漏斗里裝的是濃鹽酸;盛放的裝置是蒸餾燒瓶;
(2)按照要求來(lái)書(shū)寫(xiě)方程式即可,注意次氯酸的還原產(chǎn)物是氯化氫而不是氯氣:;
(3)制得的氯氣中帶有氯化氫和水分,氯化氫可以在裝置B中除去,但是缺少一個(gè)干燥裝置來(lái)除去水分,若不除去水分,氯氣和水反應(yīng)得到次氯酸和鹽酸,會(huì)生成更多的副產(chǎn)物;
(4)該方案是不行的,因?yàn)槿纫宜崾怯袡C(jī)物,會(huì)溶于乙醇和三氯乙醛,根據(jù)題目給出的沸點(diǎn)可知此處用蒸餾的方法最適合;
(5)根據(jù)算出消耗的的物質(zhì)的量,根據(jù)2:1的系數(shù)比,這些對(duì)應(yīng)著過(guò)量的單質(zhì)碘,而一開(kāi)始加入的碘的物質(zhì)的量為,因此整個(gè)過(guò)程中消耗了單質(zhì)碘,再次根據(jù)化學(xué)計(jì)量數(shù)之比發(fā)現(xiàn):為1:1,也就是說(shuō)產(chǎn)品中有三氯乙醛,質(zhì)量為,因此產(chǎn)品的純度為。
2.球形冷凝管 作催化劑和吸水劑 防止暴沸 及時(shí)分離出產(chǎn)物水,促使酯化反應(yīng)的平衡正向移動(dòng) 除去硫酸及未反應(yīng)的苯甲酸 下口放出 b 89.6
【分析】
苯甲酸和乙醇發(fā)生酯化反應(yīng)生成苯甲酸乙酯,加入的濃硫酸作催化劑和吸水劑,加入的苯作溶劑,加入沸石防止暴沸。加熱時(shí),由于乙醇和苯沸點(diǎn)低,會(huì)揮發(fā),進(jìn)入分水器,然后被冷凝管冷凝流入分水器,生成的水也會(huì)進(jìn)入分水器,水的密度大于有機(jī)物,在下層,不斷分離出水,可以使酯化反應(yīng)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),而揮發(fā)的乙醇和苯會(huì)從支管回到三頸燒瓶中繼續(xù)反應(yīng)。當(dāng)反應(yīng)接近結(jié)束時(shí),繼續(xù)蒸餾,蒸出苯和過(guò)量的乙醇,至瓶?jī)?nèi)有白煙(升華的苯甲酸),停止加熱。將反應(yīng)液倒入盛有80 mL冷水的燒杯中,在攪拌下分批加入碳酸鈉粉末中和苯甲酸和硫酸,至溶液無(wú)二氧化碳逸出,用pH試紙檢驗(yàn)至呈中性。用分液漏斗分出含有苯甲酸乙酯的有機(jī)層,水層用25 mL乙醚萃取,把水層中的苯甲酸乙酯萃取到乙醚中,然后合并至有機(jī)層。用無(wú)水CaC12干燥,粗產(chǎn)物進(jìn)行蒸餾,低溫蒸出乙醚和苯。當(dāng)溫度超過(guò)140℃時(shí),直接接收210—213℃的餾分,最終通過(guò)蒸餾得到純凈苯甲酸乙酯。
【詳解】
(1)分水器上方起到冷凝回流的作用的儀器為球形冷凝管;
(2)濃硫酸起到催化劑和吸水劑的作用,加入碎瓷片,可防止暴沸;
(3)水是生成物,不斷的分離生成物,使平衡向著正向移動(dòng),可以提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率;
(4)加入碳酸鈉,可與酸反應(yīng),以除去硫酸及未反應(yīng)的苯甲酸;
(5)生成物的密度比水大,應(yīng)從下口放出;
(6)蒸餾操作中溫度計(jì)水銀球的位置是支管口,測(cè)蒸氣溫度,即為下圖中b位置;
(7)最終通過(guò)蒸餾得到純凈苯甲酸乙酯12.8?mL,則質(zhì)量為12.8mL×1.05g/mL=13.44g,而12.2?g苯甲酸如完全反應(yīng),則可生成0.1mol苯甲酸乙酯,質(zhì)量為15g,則產(chǎn)率為×100%=89.6%。
3.萃取分液 呋喃甲酸 減壓蒸餾便呋喃甲醇沸點(diǎn)降低,低于170℃(約90℃)時(shí)沸騰收集,防止溫度過(guò)高引起呋喃甲醇結(jié)構(gòu)破壞 控制pH<3,使呋喃甲酸鈉完全轉(zhuǎn)化為呋喃甲酸而析出 甲基橙(或剛果紅) A B 70%
【分析】
呋喃甲醛在堿性條件下發(fā)生歧化反應(yīng)生成和,易溶于乙醚,加入乙醚萃取分液,得到的乙醚溶液和的水溶液;的乙醚溶蒸餾得到;的水溶液加入鹽酸,調(diào)節(jié)pH=3,生成析出,再用重結(jié)晶法提純。
【詳解】
根據(jù)以上分析,(1)操作①是加入乙醚,分離的乙醚溶液和的水溶液,名稱(chēng)萃取分液;的水溶液加入鹽酸,調(diào)節(jié)pH=3,生成析出,所以產(chǎn)品Y為呋喃甲酸。
(2)操作②為蒸餾裝置,防止溫度過(guò)高引起呋喃甲醇結(jié)構(gòu)破壞,通過(guò)減壓蒸餾便呋喃甲醇沸點(diǎn)降低,低于170℃(約90℃)時(shí)沸騰收集呋喃甲醇,所以溫度計(jì)的讀數(shù)應(yīng)控制在90℃左右。
(3)操作①所得水溶液,加入鹽酸,控制pH<3,使呋喃甲酸鈉完全轉(zhuǎn)化為呋喃甲酸而析出,所以要控制pH<3;甲基橙在pH<3.1時(shí),呈紅色,所以控制溶液pH時(shí)應(yīng)選擇甲基橙作指示劑。
(4)為防止呋喃甲酸結(jié)晶析出,粗產(chǎn)品Y純化過(guò)程用熱過(guò)濾,具體操作:向銅漏斗中加熱水→加熱漏斗支管→放入短頸漏斗→放入濾紙→放接液燒杯→倒入熱的待濾液→拆裝置。故選A;
(5)從萃取效果角度思考,用30mL萃取劑乙醚,最好分多次等量萃取,合并萃取液。故選B。
(6)呋喃甲醛的物質(zhì)的量是,根據(jù)2+NaOH+、+HCl+NaCl,生成呋喃甲酸的理論產(chǎn)量是0.025mol,質(zhì)量是0.025mol×112g/mol=2.8g,實(shí)際生成呋喃甲酸的質(zhì)量是1.96g;產(chǎn)品Y的產(chǎn)率ω(Y)=70%。
4.K3[Fe(CN)6] 出現(xiàn)藍(lán)色沉淀 ab 減少環(huán)己醇的蒸出 ad ③② ① 淀粉溶液 高
【分析】
環(huán)己醇發(fā)生消去反應(yīng)生成環(huán)己烯和水,環(huán)己烯不溶于水,飽和食鹽水溶解環(huán)己醇、氯化鐵,然后分液得到的水相中含有環(huán)己醇、氯化鐵,得到的有機(jī)相中含有環(huán)己烯,然后干燥、過(guò)濾、蒸餾得到環(huán)己烯;
(1)亞鐵離子通常用K3[Fe(CN)6]溶液檢驗(yàn);
(2)①濃硫酸具有強(qiáng)氧化性,能氧化原料,且FeCl3?6H2O污染小、可循環(huán)使用;
②儀器B能冷凝回流環(huán)己醇;
(3)操作2為分液,根據(jù)分液操作方法分析所需儀器;
(4)將操作3為蒸餾,結(jié)合蒸餾操作方法分析;
(5)碘遇淀粉溶液變藍(lán)色,所以可以用淀粉溶液檢驗(yàn)碘;②Br2+2KI═I2+2KBr、③I2+2Na2S2O3═2NaI+Na2S4O6得關(guān)系式Br2~I(xiàn)2~2Na2S2O3,則與KI反應(yīng)的n(Br2)=n(Na2S2O3)=×cv×10﹣3 mol,所以與環(huán)己烯反應(yīng)的n(Br2)=(b﹣×cv×10﹣3 )mol,根據(jù)得n(環(huán)己烯)=(b﹣×cv×10﹣3 )mol,m(環(huán)己烯)=(b﹣×cv×10﹣3 )mol×82g/mol,結(jié)合環(huán)己烯質(zhì)量分?jǐn)?shù)=計(jì)算;
(6)若滴定管尖嘴處留有氣泡,讀出的Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液體積偏小,計(jì)算出的環(huán)己烯的物質(zhì)的量偏大,測(cè)定結(jié)果偏高。
【詳解】
環(huán)己醇發(fā)生消去反應(yīng)生成環(huán)己烯和水,環(huán)己烯不溶于水,飽和食鹽水溶解環(huán)己醇、氯化鐵,然后分液得到的水相中含有環(huán)己醇、氯化鐵,得到的有機(jī)相中含有環(huán)己烯,然后干燥、過(guò)濾、蒸餾得到環(huán)己烯;
(1)原料FeCl3?6H2O中若含F(xiàn)eCl2雜質(zhì),檢驗(yàn)方法為:取一定量的該樣品配成溶液,加入K3[Fe(CN)6]溶液產(chǎn)生藍(lán)色沉淀,證明含F(xiàn)eCl2雜質(zhì);
(2)①a.濃硫酸具有強(qiáng)氧化性,易使原料炭化并產(chǎn)生SO2,從而降低環(huán)己烯產(chǎn)率,故a正確;
b.FeCl3?6H2O污染小、可循環(huán)使用,符合綠色化學(xué)理念,故b正確;
c.催化劑只影響反應(yīng)速率不影響平衡移動(dòng),所以催化劑不影響產(chǎn)率,故c錯(cuò)誤;
故答案為:ab;
②儀器B能冷凝回流環(huán)己醇,可減少環(huán)己醇的蒸出,從而提高環(huán)己醇利用率;
(3)操作2用于分離互不相溶的液體,操作方法為分液,分液用到的玻璃儀器有分液漏斗、燒杯,不屬于容量瓶和坩堝,故選ad,故答案為:ad;
(4)將操作3(蒸餾)的步驟范圍:安裝蒸餾裝置,加入待蒸餾的物質(zhì)和沸石,通冷凝水、加熱,棄去前餾分,收集83℃的餾分,故答案為:③②①;
(5)碘遇淀粉溶液變藍(lán)色,所以可以用淀粉溶液檢驗(yàn)碘,所以選取的試劑為淀粉溶液;②Br2+2KI═I2+2KBr、③I2+2Na2S2O3═2NaI+Na2S4O6得關(guān)系式Br2~I(xiàn)2~2Na2S2O3,則與KI反應(yīng)的n(Br2)=n(Na2S2O3)=×cv×10﹣3 mol,所以與環(huán)己烯反應(yīng)的n(Br2)=(b﹣×cv×10﹣3 )mol,根據(jù)得n(環(huán)己烯)=(b﹣×cv×10﹣3 )mol,m(環(huán)己烯)=(b﹣×cv×10﹣3 )mol×82g/mol,環(huán)己烯質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:=;
(6)上述滴定完成后,若滴定管尖嘴處留有氣泡,導(dǎo)致讀出的標(biāo)準(zhǔn)液體積偏小,計(jì)算出的標(biāo)準(zhǔn)液體積v偏小,根據(jù)環(huán)己烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可知,最終測(cè)定的環(huán)己烯含量偏高。
5.冷水浴 緩慢滴加NaOH溶液 BC A 隨溫度升高溶解度增加較快 圓底燒瓶 防止水蒸氣進(jìn)入,溶入呋喃 呋喃易揮發(fā),冰浴減少揮發(fā),提高產(chǎn)率 檢測(cè)產(chǎn)品的核磁共振氫譜和紅外光譜等 11.52%
【解析】
(1).制備呋喃甲酸的反應(yīng)△H
這是一份2022屆高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)專(zhuān)題題型必練27陌生有機(jī)物制備實(shí)驗(yàn)流程題含解析,共20頁(yè)。試卷主要包含了單選題,非選擇題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份2022屆高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)專(zhuān)題題型必練20常見(jiàn)有機(jī)物制備工藝含解析,共26頁(yè)。
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2022屆高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)專(zhuān)題題型必練20常見(jiàn)有機(jī)物制備工藝含解析
2022屆高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)專(zhuān)題題型必練19陌生有機(jī)物的制備工藝含解析
2022屆高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)專(zhuān)題突破19__陌生有機(jī)物制備實(shí)驗(yàn)流程含解析
2022屆高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)專(zhuān)題突破19__陌生有機(jī)物制備實(shí)驗(yàn)流程含解析
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