一、乙酸乙酯的制備實(shí)驗(yàn)
酯化反應(yīng)
反應(yīng)特點(diǎn)
反應(yīng)條件及其意義
(1)加熱,主要目的是提高反應(yīng)速率,其次是使生成的乙酸乙酯揮發(fā)而方便收集,使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),提高乙醇、乙酸的轉(zhuǎn)化率。
(2)濃硫酸一方面作催化劑,提高反應(yīng)速率;另一方面作吸水劑,提高乙醇、乙酸的轉(zhuǎn)化率。
(3)飽和Na2CO3溶液的作用
①揮發(fā)出的乙酸與Na2CO3反應(yīng)生成易溶于水的鹽,乙醇易溶于Na2CO3溶液,有利于乙酸乙酯與乙酸、乙醇的分離。
②乙酸乙酯在飽和Na2CO3溶液中的溶解度較小,與飽和Na2CO3溶液混合時(shí)易分層,可用分液法分離。
注意事項(xiàng)
(1)濃硫酸溶于乙醇或乙酸時(shí)會(huì)放出大量的熱,因此,將乙醇、乙酸、濃硫酸混合時(shí),一般先加入乙醇,然后邊搖動(dòng)試管邊慢慢加入濃硫酸,最后加入冰醋酸。
(2)濃硫酸的作用:催化劑、吸水劑。
(3)為防止試管中液體在實(shí)驗(yàn)時(shí)暴沸,加熱前應(yīng)采取的措施:在試管中加入幾塊碎瓷片或沸石。
(4)玻璃導(dǎo)管的末端不要插入飽和Na2CO3溶液中,以防液體倒吸。
(5)開始時(shí)要用小火均勻加熱,加快反應(yīng)速率,減少乙醇和乙酸的揮發(fā);待有大量產(chǎn)物生成時(shí),可大火加熱,以便將產(chǎn)物蒸出。
(6)裝置中的長導(dǎo)管起導(dǎo)氣兼冷凝作用。
(7)欲提高乙酸的轉(zhuǎn)化率,可采取的措施:①用濃H2SO4吸水,使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng);②加熱將酯蒸出;③可適當(dāng)增加乙醇的量,并加裝冷凝回流裝置。
二、如何辨析羧基和酯基
羧基和酯基兩種官能團(tuán)結(jié)構(gòu)相似,但性質(zhì)不同。
羧基和酯基對(duì)比
羧基
(1)羧基的結(jié)構(gòu)
羧基的結(jié)構(gòu)可用下圖表示,其中含有四個(gè)共價(jià)鍵,即羧基碳原子與其他原子(如碳原子或氫原子)形成的共價(jià)鍵(①號(hào)位置),碳氧雙鍵(②號(hào)位置),碳氧共價(jià)鍵(③號(hào)位置),氫氧共價(jià)鍵(④號(hào)位置)。
(2)羧酸的酸性
①電離方程式:RCOOHRCOO? + H+。由此可見,羧酸分子中表現(xiàn)酸性的是羧基(—COOH),即羧基中的氫電離產(chǎn)生氫離子。
注意:構(gòu)成羧酸烴基中的氫不能電離。
②羧酸一般是弱酸(如乙酸、甲酸、苯甲酸等),在書寫離子方程式時(shí),這些羧酸要寫成化學(xué)式的形式。
酯基
(1)酯基的結(jié)構(gòu)
酯基的結(jié)構(gòu)可用如圖表示,其中含有四個(gè)共價(jià)鍵,即酯基碳原子與其他原子(如碳原子或氫原子)形成的共價(jià)鍵(①號(hào)位置),碳氧雙鍵(②號(hào)位置),碳氧共價(jià)鍵(③號(hào)位置),氧原子與其他基團(tuán)形成的共價(jià)鍵(④號(hào)位置)。
注:R不能是氫原子。
(2)酯基的形成
羧酸與醇能發(fā)生酯化反應(yīng),該反應(yīng)是醇分子中的烴氧基(RO—)作為取代基,取代了羧酸中的羥基而形成酯基。羧酸與醇的酯化反應(yīng)原理可用如下的化學(xué)方程式表示:
+H—OR'+H2O
由上述化學(xué)方程式可知,發(fā)生酯化反應(yīng)時(shí),羧酸中斷開的是碳氧單鍵,醇中斷開的是氫氧單鍵。酯化反應(yīng)中的斷鍵方式可歸納為“酸脫羥基醇脫氫”。
(3)酯基的性質(zhì)
所有的酯類物質(zhì)都能在酸或堿作催化劑的情況下發(fā)生水解反應(yīng),產(chǎn)物是羧酸(或羧酸鹽)和醇類物質(zhì)。酸性條件下,該反應(yīng)是一個(gè)可逆反應(yīng),但堿性條件下,該反應(yīng)進(jìn)行得比較徹底,這種現(xiàn)象可用化學(xué)平衡原理來解釋。酸性條件下水解的化學(xué)方程式為+H—OH堿性條件下水解的化學(xué)方程式為+NaOH(或KOH)(或
考向一 乙酸乙酯的制取及應(yīng)用
典例1 實(shí)驗(yàn)室制備乙酸乙酯的裝置,如圖所示,回答下列問題:
(1)乙醇、乙酸和濃硫酸混合順序應(yīng)為_____________________。
(2)收集乙酸乙酯的試管內(nèi)盛有的飽和碳酸鈉溶液的作用是____________________。
(3)反應(yīng)中濃硫酸的作用________________________________。
(4)反應(yīng)中乙醇和乙酸的轉(zhuǎn)化率不能達(dá)到100%,原因是_______________________。
(5)收集在試管內(nèi)的乙酸乙酯是在碳酸鈉溶液的________層。
(6)該反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________。
(7)將收集到的乙酸乙酯分離出來的方法為__________。
【答案】(1)向乙醇中慢慢加入濃硫酸和乙酸
(2)中和乙酸,溶解乙醇,降低乙酸乙酯在水層中的溶解度,便于分層析出
(3)催化劑和吸水劑
(4)乙醇與乙酸的酯化反應(yīng)為可逆反應(yīng),不能進(jìn)行到底
(5)上 (6)CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O
(7)分液
【解析】(1)濃硫酸密度比水大,溶解時(shí)放出大量的熱,為防止酸液飛濺,加入藥品時(shí)應(yīng)先在試管中加入一定量的乙醇,然后邊加邊振蕩試管將濃硫酸慢慢加入試管,最后再加入乙酸;
(2)乙酸乙酯不溶于飽和碳酸鈉溶液,乙醇易溶于水,乙酸可與碳酸鈉發(fā)生反應(yīng)而被吸收,用飽和碳酸鈉溶液可將乙酸乙酯和乙醇、乙酸分離,所以飽和碳酸鈉的作用為中和揮發(fā)出來的乙酸,溶解揮發(fā)出來的乙醇,降低乙酸乙酯在水中的溶解度;
(3)由于是可逆反應(yīng),因此反應(yīng)中濃硫酸的作用是催化劑和吸水劑;
(4)因?yàn)橐宜崤c乙醇發(fā)生的酯化反應(yīng)為可逆反應(yīng),反應(yīng)不能進(jìn)行到底,所以反應(yīng)中乙醇和乙酸的轉(zhuǎn)化率不能達(dá)到100%;
(5)因?yàn)橐宜嵋阴ッ芏缺人?,難溶于水,所以收集在試管內(nèi)的乙酸乙酯是在碳酸鈉溶液的上層;
(6)酯化反應(yīng)的本質(zhì)為酸脫羥基,醇脫氫,乙酸與乙醇在濃硫酸作用下加熱發(fā)生酯化反應(yīng)生成乙酸乙酯和水,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O;
(7)互不相溶的液體可用分液的方法分離,由于乙酸乙酯不溶于水,所以將收集到的乙酸乙酯分離出來的方法為分液。
1.分離乙酸乙酯、乙酸和乙醇混合物的實(shí)驗(yàn)操作流程圖如下所示:
上述實(shí)驗(yàn)過程中,所涉及的三次分離操作分別是
A.①蒸餾;②過濾;③分液
B.①分液;②蒸餾;③結(jié)晶、過濾
C.①蒸餾;②分液;③分液
D.①分液;②蒸餾;③蒸餾
【答案】D
【解析】分析圖示以及各物質(zhì)的性質(zhì),乙酸乙酯在飽和碳酸鈉溶液中的溶解度較小,①采取分液法;分離后甲溶液為乙醇、乙酸鈉和水的混合物,根據(jù)各物質(zhì)的沸點(diǎn)不同,②采用蒸餾法;分離后乙溶液為乙酸鈉的水溶液,若制得純凈的乙酸需加入硫酸進(jìn)行蒸餾,③采用蒸餾法。
有機(jī)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意的問題
(1)加熱
①用酒精燈加熱:火焰溫度一般在400~500 ℃,教材中的實(shí)驗(yàn)需要用酒精燈加熱的有乙烯的制備、乙酸乙酯的制備、蒸餾石油的實(shí)驗(yàn)、石蠟的催化裂化實(shí)驗(yàn)。
②水浴加熱:銀鏡反應(yīng)(溫水浴)、乙酸乙酯的水解(70~80 ℃水浴)、蔗糖的水解(熱水浴)。
(2)蒸餾
溫度計(jì)的水銀球位于蒸餾燒瓶的支管口處;燒瓶中加碎瓷片防暴沸;冷凝管一般選用直形冷凝管,冷凝劑的流動(dòng)方向與被冷凝的液體的流動(dòng)方向應(yīng)相反。
(3)萃取、分液
分液時(shí)下層液體從分液漏斗下口放出,上層液體從分液漏斗上口倒出。
(4)冷凝回流
當(dāng)需要使被汽化的物質(zhì)重新流回到反應(yīng)容器中時(shí),可通過在反應(yīng)容器的上方添加一個(gè)長導(dǎo)管達(dá)到此目的(此時(shí)空氣是冷凝劑),若需要冷凝的試劑沸點(diǎn)較低,則需要在容器的上方安裝冷凝管,常選用球形冷凝管,此時(shí)冷凝劑的方向是下進(jìn)上出。
(5)在有機(jī)制備實(shí)驗(yàn)中利用平衡移動(dòng)原理,提高產(chǎn)品的產(chǎn)率常用的方法:①及時(shí)蒸出或分離出產(chǎn)品;②用吸收劑吸收其他產(chǎn)物,如水;③利用回流裝置,提高反應(yīng)物的利用率。
考向二 酯的組成和性質(zhì)
典例2 分子式為C5H10O2的有機(jī)物R在酸性條件下可水解為酸和醇,下列說法不正確的是
A.這些醇和酸重新組合可形成的酯共有40種
B.符合該分子式的羧酸類同分異構(gòu)體有4 種
C.R水解得到的酸至少有5對(duì)共用電子對(duì)數(shù)目
D.R水解得到的醇發(fā)生消去反應(yīng),可得到4種烯烴
【解析】A項(xiàng)、分子式為C5H10O2的酯可能有甲酸丁酯、乙酸丙酯、丙酸乙酯和丁酸甲酯4種,甲酸丁酯的結(jié)構(gòu)有HCOOCH2CH2CH2CH3、HCOOCH(CH3)CH2CH3、HCOOCH2CH(CH3)2和HCOOC(CH3)34種,乙酸丙酯有CH3COOCH2CH2CH3和CH3COOCH(CH3)22種,丙酸乙酯有CH3CH2COOCH2CH31種,丁酸甲酯有CH3(CH2)2COOCH3和(CH3)2CHCOOCH32種,在酸性條件下水生成的解酸有HCOOH、CH3COOH、CH3CH2COOH、CH3CH2CH2COOH和(CH3)2CHCOOH5種,生成的醇有CH3OH、CH3CH2OH、CH3CH2CH2OH、CH3CH(OH)CH3、CH3CH2CH2CH2OH、CH3CH2CH(OH)CH3、(CH3)2CHCH2OH和(CH3)3COH8種,則它們重新組合可形成的酯共有5×8=40種,故A正確;
B項(xiàng)、符合分子式為C5H10O2的羧酸結(jié)構(gòu)為C4H9—COOH,丁基C4H9—有4種,則C5H10O2的羧酸同分異構(gòu)體有4種,故B正確;
C項(xiàng)、分子式為C5H10O2的酯水解得到的最簡單的酸為甲酸,由甲酸的結(jié)構(gòu)式可知分子中含有5對(duì)共用電子對(duì)數(shù)目,當(dāng)酸分子中的C原子數(shù)增多時(shí),C—C、H—C數(shù)目也增多,含有的共用電子對(duì)數(shù)目增多,則R水解得到的酸至少有5對(duì)共用電子對(duì)數(shù)目,故C正確;
D項(xiàng)、分子式為C5H10O2的酯水解得到的醇若能發(fā)生消去反應(yīng),則醇最少有兩個(gè)C原子,而且羥基連接的C原子的鄰位C上要有H原子,符合條件的醇有CH3CH2OH、CH3CH2CH2OH、CH3CH(OH)CH3、CH3CH2CH2CH2OH、CH3CH2CH(OH)CH3、(CH3)2CHCH2OH和 (CH3)3COH,發(fā)生消去反應(yīng)可得到CH2=CH2、CH3CH=CH2、CH3CH2CH=CH2、CH3CH=CHCH3和(CH3)2C=CH25種烯烴,故D錯(cuò)誤;故選D。
【答案】D
2.某羧酸酯的分子式為C18H26O5,1 ml 該酯完全水解可得1 ml羧酸和2 ml乙醇,該羧酸的分子式為
A.C14H18O5B.C14H16O4C.C16H22O5D.C16H20O5
【答案】A
【解析】由1 ml酯(C18H26O5)完全水解可得到1 ml羧酸和2 ml乙醇可知,該酯為二元酯,分子中含有 2個(gè)酯基(COO),結(jié)合酯的水解反應(yīng)原理可得“1 ml C18H26O5+2 ml H2Oeq \(――→,\s\up11(水解),\s\d4( ))1 ml羧酸+2 ml C2H5OH”,再結(jié)合質(zhì)量守恒定律推知該羧酸的分子式為C14H18O5。
1.酯化反應(yīng)是有機(jī)化學(xué)中的一類重要反應(yīng),下列對(duì)酯化反應(yīng)理解不正確的是
A.酯化反應(yīng)的反應(yīng)物之一肯定是乙醇
B.酯化反應(yīng)一般需要吸水
C.酯化反應(yīng)中反應(yīng)物不能全部轉(zhuǎn)化為生成物
D.酯化反應(yīng)一般需要催化劑
【答案】A
【解析】A.酯化反應(yīng)是醇跟羧酸或無機(jī)含氧酸生成酯和水的反應(yīng),醇不一定就是乙醇,其它醇也可以,故A錯(cuò)誤;B.酯化反應(yīng)是醇跟羧酸或無機(jī)含氧酸生成酯和水的反應(yīng),酯化反應(yīng)是可逆反應(yīng),為了平衡正向移動(dòng),酯化反應(yīng)一般需要吸水,故B正確;C.酯化反應(yīng)是可逆反應(yīng),存在一定的限度,反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化,故C正確;D.羧酸跟醇的酯化反應(yīng)是可逆的,并且一般反應(yīng)緩慢,故常用濃硫酸作催化劑,以提高反應(yīng)速率,故D正確;故選A。
2.關(guān)于實(shí)驗(yàn)室制取少量乙酸乙酯的實(shí)驗(yàn),下列說法錯(cuò)誤的是
A.三種試劑混合時(shí)的操作方法可以是:在試管中加入一定量的乙醇,然后邊振蕩試管邊慢慢加入一定量的濃硫酸和乙酸
B.為加快化學(xué)反應(yīng)速率,應(yīng)當(dāng)用大火快速加熱
C.反應(yīng)中長導(dǎo)管的作用有兩個(gè):導(dǎo)氣和冷凝
D.反應(yīng)的原理實(shí)際上是羧基和醇羥基的反應(yīng)
【答案】B
【解析】三種試劑混合時(shí),常用的混合順序是:乙醇、濃硫酸、乙酸。乙酸、乙醇、乙酸乙酯的沸點(diǎn)接近,且都較低,若用大火加熱,反應(yīng)物將會(huì)大量蒸發(fā)而降低產(chǎn)率。長導(dǎo)管除了導(dǎo)氣外,還有使乙酸乙酯在導(dǎo)出之前盡量冷凝為液體的作用。
3.下列哪個(gè)是以乙酸、濃硫酸和乙醇為原料合成乙酸乙酯的最佳裝置(夾持裝置未畫出)
【答案】A
【解析】B、D兩項(xiàng)中缺少石棉網(wǎng)和溫度計(jì),且B項(xiàng)中缺少冷凝管,C項(xiàng)中冷凝水的通入方向錯(cuò)誤。
4.分子式為C8H8O2的有機(jī)物,分子中含有一個(gè)苯環(huán),且能發(fā)生水解反應(yīng),則該有機(jī)物苯環(huán)上的一溴代物有
A.9種B.16種C.19種D.25種
【答案】C
【解析】符合題給條件“分子式為C8H8O2的有機(jī)物,分子中含有一個(gè)苯環(huán),且能發(fā)生水解反應(yīng)”的有機(jī)物有
則苯環(huán)上的一溴代物分別為3、3、3、2、4、4種,共19種。
5.有下列六種有機(jī)物:①硝基苯、②苯、③溴苯、④乙酸、⑤乙醇、⑥乙酸乙酯,其中難溶于水且比水輕的含氧有機(jī)物是
A.②④⑥B.①②③C.⑤和⑥D(zhuǎn).只有⑥
【答案】D
【解析】常見有機(jī)物的性質(zhì)為:硝基苯、溴苯密度比水大,苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯密度都比水??;乙醇、乙酸易溶于水,硝基苯、溴苯、苯、乙酸乙酯難溶于水;苯為液態(tài)烴,乙酸乙酯為烴的含氧衍生物。其中難溶于水且比水輕的含氧有機(jī)物是乙酸乙酯,所以符合條件的為:⑥;
所以本題答案:D。
6.已知苯甲酸的酸性比碳酸強(qiáng),苯酚的酸性比碳酸弱。則可以將
轉(zhuǎn)變?yōu)榈姆椒ㄊ?br>①與足量的NaOH溶液共熱,再通入CO2②與稀硫酸共熱后,加入足量的NaOH溶液③加熱溶液,通入足量的CO2④與稀H2SO4共熱后,加入足量的NaHCO3
A.①②B.①④C.②③D.②④
【答案】B
【解析】因羧酸、酚羥基均與堿反應(yīng)生成鹽,則將轉(zhuǎn)變?yōu)?,可選擇與堿反應(yīng),然后利用碳酸酸性大于苯酚酸性,再通入二氧化碳即可;或先加稀硫酸水解后,利用苯酚酸性大于碳酸氫根離子的酸性,再與NaHCO3反應(yīng)即可,以此來解答。
①與足量的NaOH溶液共熱,羧基與NaOH反應(yīng),酯基水解生成苯酚與NaOH反應(yīng)生成苯酚鈉,再通入CO2,與苯酚鈉反應(yīng)生成產(chǎn)物,①項(xiàng)正確;
②與稀硫酸共熱后,加入足量的NaOH溶液,苯酚能與NaOH反應(yīng),則不能得到產(chǎn)物,②項(xiàng)錯(cuò)誤;
③加熱溶液,通入足量的CO2,因?yàn)楸郊姿岬乃嵝员忍妓崴嵝詮?qiáng),所以不能得到羧酸鈉,③項(xiàng)錯(cuò)誤;
④與稀H2SO4共熱后,酯基水解生成苯酚,加入足量的NaHCO3,羧基與NaHCO3反應(yīng)得到產(chǎn)物,④項(xiàng)正確;答案選B。
7.某有機(jī)物結(jié)構(gòu)簡式如圖,下列關(guān)于該有機(jī)物的說法正確的是
A.1 ml該有機(jī)物可消耗3 ml NaOH
B.該有機(jī)物的分子式為C16H17O5
C.最多可與7 ml H2發(fā)生加成
D.苯環(huán)上的一溴代物有6種
【答案】D
【解析】根據(jù)該有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式,堿性條件下,酯水解為羧基和酚羥基,故1 ml該有機(jī)物可消耗4 ml NaOH,A項(xiàng)錯(cuò)誤;該有機(jī)物的分子式應(yīng)為C16H14O5,B項(xiàng)錯(cuò)誤;該有機(jī)物中只有苯環(huán)能與H2發(fā)生加成反應(yīng),故最多可與6 ml H2發(fā)生加成反應(yīng),C項(xiàng)錯(cuò)誤;第一個(gè)苯環(huán)的一溴代物有2種,第二個(gè)苯環(huán)的一溴代物有4種,共有6種,D項(xiàng)正確。
8.鄰苯二甲酸二乙酯(結(jié)構(gòu)如圖所示)是一種重要的塑化劑。下列有關(guān)鄰苯二甲酸二乙酯的說法正確的是
A.分子式為C12H12O4
B.易溶于水,難溶于大多數(shù)有機(jī)溶劑
C.分子中有兩種官能團(tuán)
D.與氫氧化鈉溶液共熱充分反應(yīng),再用稀鹽酸酸化,最終可得兩種有機(jī)產(chǎn)物
【答案】D
【解析】鄰苯二甲酸二乙酯的分子式應(yīng)是C12H14O4,A項(xiàng)錯(cuò)誤;鄰苯二甲酸二乙酯分子結(jié)構(gòu)中含有酯基和烴基都是憎水基團(tuán),所以難溶于水,易溶于大多數(shù)有機(jī)溶劑,B項(xiàng)錯(cuò)誤;鄰苯二甲酸二乙酯分子中只有一種官能團(tuán),即酯基,C項(xiàng)錯(cuò)誤;鄰苯二甲酸二乙酯與氫氧化鈉溶液充分反應(yīng),再用稀鹽酸酸化,最終可得兩種有機(jī)產(chǎn)物;鄰苯二甲酸和乙醇,D項(xiàng)正確。
9.欲除去下列物質(zhì)中混入的少量雜質(zhì)(括號(hào)內(nèi)物質(zhì)為雜質(zhì)),錯(cuò)誤的是
A.乙酸乙酯(乙酸):加飽和Na2CO3溶液,充分振蕩靜置后,分液
B.乙醇(水):加入新制生石灰,蒸餾
C.溴苯(溴):加入NaOH溶液,充分振蕩靜置后,分液
D.乙酸(乙醇):加入金屬鈉,蒸餾
【答案】D
【解析】本題考查物質(zhì)的分離和提純。A.乙酸乙酯(乙酸):加飽和Na2CO3溶液,乙酸與碳酸鈉反應(yīng)而除去,乙酸乙酯在上層,分液,正確;B.乙醇(水):加入新制生石灰,與水化合,蒸餾得到乙醇,正確;C.溴苯(溴):加入NaOH溶液,溴與氫氧化鈉溶液反應(yīng),分層,分液得到溴苯,正確;D.乙酸、乙醇均與金屬鈉反應(yīng),無法分離,錯(cuò)誤。
10.實(shí)驗(yàn)室制備的乙酸乙酯中含有乙酸、乙醇等雜質(zhì),提純乙酸乙酯的操作流程如圖所示,下列有關(guān)敘述中正確的是
A.試劑a為NaOH溶液B.操作①為分液
C.操作②和③均要使用分液漏斗D.無水碳酸鈉用于除去A中的乙酸
【答案】B
【解析】由圖示信息及實(shí)驗(yàn)?zāi)康目赏浦涸噭゛是飽和碳酸鈉溶液,用于反應(yīng)掉乙酸、溶解乙醇,同時(shí)降低乙酸乙酯的溶解度,便于溶液分層,即操作①是分液,A是含有少量水的乙酸乙酯,F(xiàn)是用無水碳酸鈉除去水后的乙酸乙酯;B是乙酸鈉、乙醇、碳酸鈉和水的混合物,利用混合物沸點(diǎn)的差異,通過蒸餾的方法分離出乙醇和水,C為乙酸鈉和碳酸鈉的混合物,加入濃硫酸反應(yīng)后得到乙酸及硫酸鈉的混合物(D),再通過蒸餾將乙酸與硫酸鈉分離開,因此②、③均為蒸餾,分液漏斗是用于分液的,不能用于蒸餾。A、C、D項(xiàng)錯(cuò)誤,B項(xiàng)正確。
11.1 ml X在稀硫酸、加熱條件下可水解生成1 ml草酸(H2C2O4)和2 ml M(C3H8O),下列說法不正確的是
A.X的分子式為C8H14O4
B.M有2種結(jié)構(gòu)
C.可用酸性高錳酸鉀溶液檢驗(yàn)草酸是否具有還原性
D.X和M均可發(fā)生氧化反應(yīng)、加成反應(yīng)、取代反應(yīng)
【答案】D
【解析】選項(xiàng)A,由X+2H2O―→H2C2O4+2C3H8O,根據(jù)質(zhì)量守恒確定X的分子式為C8H14O4,正確;選項(xiàng)B,M為飽和一元醇,其結(jié)構(gòu)簡式可能為CH3CH2CH2OH、CH3CH(OH)CH3,正確;選項(xiàng)C,草酸能與酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng),使酸性高錳酸鉀溶液退色,正確;選項(xiàng)D,X為飽和酯,M為飽和一元醇,均不能發(fā)生加成反應(yīng),錯(cuò)誤。
12.有機(jī)物甲的分子式為C9H18O2,在酸性條件下甲水解為乙和丙兩種有機(jī)物,在相同的溫度和壓強(qiáng)下,同質(zhì)量的乙和丙的蒸氣所占體積相同,則甲的可能結(jié)構(gòu)有
A.16種B.14種C.12種D.10種
【答案】A
【解析】有機(jī)物甲的分子式應(yīng)為C9H18O2,在酸性條件下甲水解為乙和丙兩種有機(jī)物,則有機(jī)物甲為酯。由于同質(zhì)量的乙和丙的蒸氣所占體積相同,說明乙和丙的相對(duì)分子質(zhì)量相同,因此酸比醇少一個(gè)C原子,說明水解后得到的羧酸含有4個(gè)C原子,而得到的醇含有5個(gè)C原子;含有4個(gè)C原子的羧酸有2種同分異構(gòu)體:CH3CH2CH2COOH,CH3CH(CH3)COOH;含有5個(gè)C原子的醇的有8種同分異構(gòu)體:CH3CH2CH2CH2CH2OH,CH3CH2CH2CH(OH)CH3,CH3CH2CH(OH)CH2CH3;CH3CH2CH(CH3)CH2OH,CH3CH2C(OH)(CH3)CH3,CH3CH(OH)CH(CH3)CH3,CH2(OH)CH2CH(CH3)CH3;CH3C(CH3)2CH2OH;所以有機(jī)物甲的同分異構(gòu)體數(shù)目有2×8=16,故答案為A。
13.如圖為實(shí)驗(yàn)室制取少量乙酸乙酯的裝置圖。下列關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的敘述中,不正確的是
A.向a試管中先加入濃硫酸,然后邊搖動(dòng)試管邊慢慢加入乙醇,再加冰醋酸
B.試管b中導(dǎo)氣管下端管口不能浸入液面的原因是防止發(fā)生倒吸現(xiàn)象
C.實(shí)驗(yàn)時(shí)加熱試管a的目的是加快反應(yīng)速率并及時(shí)將乙酸乙酯蒸出
D.試管b中飽和Na2CO3溶液的作用是吸收隨乙酸乙酯蒸出的少量乙酸和乙醇
【答案】A
【解析】A項(xiàng)中,濃硫酸和其他液體混合時(shí),應(yīng)將濃硫酸慢慢加到密度比它小的溶液中;應(yīng)先向a中加入乙醇,然后邊振蕩試管邊慢慢加入濃硫酸和冰醋酸;B項(xiàng)中,加熱過程中產(chǎn)生的乙醇蒸氣和乙酸蒸氣會(huì)溶于飽和碳酸鈉溶液中,若導(dǎo)氣管下端管口浸入液面,會(huì)發(fā)生倒吸現(xiàn)象;C項(xiàng)中,因常溫下酯化反應(yīng)速率較慢,故采取加熱的方法加快反應(yīng)速率,同時(shí)將乙酸乙酯蒸出反應(yīng)體系,有利于反應(yīng)向生成乙酸乙酯的方向進(jìn)行;D項(xiàng)中,乙酸和乙醇能溶于飽和Na2CO3溶液中。
14.1-丁醇(CH3CH2CH2CH2OH)和乙酸在濃硫酸作用下,通過酯化反應(yīng)制得乙酸丁酯,反應(yīng)溫度為115~125℃,反應(yīng)裝置如圖,下列對(duì)該實(shí)驗(yàn)的描述錯(cuò)誤的是
A.不能用水浴加熱
B.長玻璃管起冷凝回流作用
C.1-丁醇和乙酸能反應(yīng)完或者其中一種能消耗完
D.為了提高反應(yīng)速率,所以要加入濃硫酸作催化劑并加熱
【答案】C
【解析】因加熱溫度超過100℃,故不能用水浴加熱,A項(xiàng)正確;受熱時(shí)1-丁醇和乙酸均易揮發(fā),故長玻璃管有冷凝回流的作用,B項(xiàng)正確;因酯化反應(yīng)是可逆反應(yīng),所以任何一種反應(yīng)物均不可能被消耗完,C項(xiàng)錯(cuò)誤;加入催化劑和加熱均能提高反應(yīng)速率,D項(xiàng)正確。
15.乙酸乙酯廣泛用于藥物、染料、香料等工業(yè),中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)常用a裝置來制備。
完成下列填空:
(1)實(shí)驗(yàn)時(shí),濃硫酸用量不能過多,原因是__________________________________。
(2)飽和Na2CO3溶液的作用是________、________、________。
(3)反應(yīng)結(jié)束后,將試管中收集到的產(chǎn)品倒入分液漏斗中,________、________,然后分液。
(4)若用b裝置制備乙酸乙酯,其缺點(diǎn)有________、________。由b裝置制得的乙酸乙酯粗產(chǎn)品經(jīng)飽和碳酸鈉溶液和飽和食鹽水洗滌后,還可能含有的有機(jī)雜質(zhì)是________,分離乙酸乙酯與該雜質(zhì)的方法是________。
【答案】(1)濃硫酸具有強(qiáng)氧化性和脫水性,會(huì)使有機(jī)物碳化,降低酯的產(chǎn)率
(2)反應(yīng)乙酸 溶解乙醇 減少乙酸乙酯的溶解
(3)振蕩 靜置
(4)原料損失較大 易發(fā)生副反應(yīng) 乙醚 蒸餾
【解析】(1)由于濃硫酸具有強(qiáng)氧化性和脫水性,會(huì)使有機(jī)物碳化,降低酯的產(chǎn)率,所以濃硫酸用量不能過多。
(2)由于生成的乙酸乙酯中含有乙醇和乙酸,所以飽和Na2CO3溶液的作用是反應(yīng)乙酸、溶解乙醇、減少乙酸乙酯的溶解。
(3)乙酸乙酯不溶于水,因此反應(yīng)結(jié)束后,將試管中收集到的產(chǎn)品倒入分液漏斗中,振蕩、靜置,然后分液即可。
(4)根據(jù)b裝置可知由于不是水浴加熱,溫度不易控制,因此用b裝置制備乙酸乙酯的缺點(diǎn)是原料損失較大、容易發(fā)生副反應(yīng)。由于乙醇發(fā)生分子間脫水生成乙醚,所以由b裝置制得的乙酸乙酯產(chǎn)品經(jīng)飽和碳酸鈉溶液和飽和食鹽水洗滌后,還可能含有的有機(jī)雜質(zhì)是乙醚,乙醚與乙酸乙酯的沸點(diǎn)相差較大,則分離乙酸乙酯與乙醚的方法是蒸餾。
16.已知A、B、D是食品中的常見有機(jī)物,A是生物的主要供能物質(zhì)。以A和水煤氣(CO、H2)為原料在一定條件下可獲得有機(jī)物B、C、D、E、F,其相互轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖。已知E是CO和H2 以物質(zhì)的量之比1:2反應(yīng)的產(chǎn)物,F(xiàn)為具有特殊香味、不易溶于水的油狀液體。
請(qǐng)回答:
(1)有機(jī)物A的分子式______,有機(jī)物D中含有的官能團(tuán)名稱是______。
(2)B→C的反應(yīng)類型是______,C的結(jié)構(gòu)簡式為______。
(3)B→C化學(xué)方程式是______。D+E→F的化學(xué)方程式______。
(4)下列說法不正確的是______。
A.有機(jī)物B與金屬鈉反應(yīng)比水與金屬鈉反應(yīng)要?jiǎng)×?br>B.除去F中含有D、E雜質(zhì)可用NaOH溶液洗滌、分液
C.D和E反應(yīng)生成F時(shí),濃硫酸主要起強(qiáng)氧化劑作用
D.C在一定條件下可以與H2 反應(yīng)轉(zhuǎn)化為B
【答案】(1)C6H12O6 羧基
(2)氧化反應(yīng) CH3CHO
(3)2CH2CH2OH+O22CH3CHO+H2O CH3COOH+CH3OHCH3COOCH3+H2O
(4)A、B、C
【解析】已知A、B、D是食品中的常見有機(jī)物,A是生物的主要供能物質(zhì),為葡萄糖,應(yīng)為C6H12O6,生成B為CH2CH2OH,由流程可知C為CH3CHO,D為CH3COOH,E是CO和H2 以物質(zhì)的量之比1:2反應(yīng)的產(chǎn)物,F(xiàn)為具有特殊香味、不易溶于水的油狀液體,可知E為CH3OH,F(xiàn)為CH3COOCH3,以此解答該題。
(1)A為葡萄糖,分子式為C6H12O6,D為CH3COOH,含有的官能團(tuán)為羧基,故答案為:C6H12O6;羧基;
(2)B為乙醇,發(fā)生氧化反應(yīng)生成C為CH3CHO,故答案為:氧化反應(yīng);CH3CHO;
(3)B→C化學(xué)方程式是2CH2CH2OH+O22CH3CHO+H2O,D+E→F的化學(xué)方程式為CH3COOH+CH3OHCH3COOCH3+H2O;
(4)A.有機(jī)物B為乙醇,與金屬鈉反應(yīng)比水與金屬鈉反應(yīng)要弱,選項(xiàng)A錯(cuò)誤; B.F為酯類,可與氫氧化鈉溶液反應(yīng),應(yīng)用飽和碳酸鈉溶液除雜,選項(xiàng)B錯(cuò)誤; C.D和E反應(yīng)生成F時(shí),濃硫酸主要起催化劑和吸水劑的作用,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;D.C為乙醛,含有醛基,在一定條件下可以與H2 反應(yīng)轉(zhuǎn)化為乙醇,選項(xiàng)D正確。答案選ABC。
【點(diǎn)睛】本題考查有機(jī)物推斷、有機(jī)物結(jié)構(gòu)與性質(zhì),側(cè)重于學(xué)生的分析能力的考查,題目涉及烯烴、醇、醛、羧酸性質(zhì)與轉(zhuǎn)化等,解題的關(guān)鍵是A和E的確定,A是生物的主要供能物質(zhì),為葡萄糖,應(yīng)為C6H12O6,生成B為CH2CH2OH,E是CO和H2 以物質(zhì)的量之比1:2反應(yīng)的產(chǎn)物,F(xiàn)為具有特殊香味、不易溶于水的油狀液體,可知E為CH3OH。
17.實(shí)驗(yàn)室制取乙酸丁酯的實(shí)驗(yàn)裝置有如圖所示兩種裝置供選用。
其有關(guān)物質(zhì)的物理性質(zhì)如下表:
(1)制取乙酸丁酯的裝置應(yīng)選用________(填“甲”或“乙”)。不選另一種裝置的理由是____________________。
(2)該實(shí)驗(yàn)生成物中除了主產(chǎn)物乙酸丁酯外,還可能生成的有機(jī)副產(chǎn)物有________、________。(寫出結(jié)構(gòu)簡式)
(3)酯化反應(yīng)是一個(gè)可逆反應(yīng),為提高1-丁醇的利用率,可采取的措施是___________________。
(4)從制備乙酸丁酯所得的混合物中分離提純乙酸丁酯時(shí),需要經(jīng)過多步操作,下列圖示的操作中,肯定需要的化學(xué)操作是________(填字母)。
(5)有機(jī)物的分離操作中,經(jīng)常需要使用分液漏斗等儀器。使用分液漏斗前必須________(填寫操作);某同學(xué)在進(jìn)行分液操作時(shí),若發(fā)現(xiàn)液體流不下來,其可能原因除分液漏斗活塞堵塞外,還可能是________________________________(寫出一點(diǎn))。
【答案】(1)乙 由于反應(yīng)物(乙酸和1-丁醇)的沸點(diǎn)低于產(chǎn)物乙酸丁酯的沸點(diǎn),若采用甲裝置會(huì)造成反應(yīng)物的大量揮發(fā)降低了反應(yīng)物的利用率,乙裝置則可以冷凝回流反應(yīng)物,提高反應(yīng)物的利用率
(2)CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3CH3CH2CH===CH2
(3)增加乙酸濃度、及時(shí)移走生成物(或減小生成物濃度)
(4)ac
(5)檢查是否漏水或堵塞 分液漏斗上口玻璃塞上的凹槽未與漏斗口上的小孔對(duì)準(zhǔn)(或漏斗內(nèi)部未與外界大氣相通,或玻璃塞未打開)
18.苯佐卡因(對(duì)氨基苯甲酸乙酯)常用于創(chuàng)面、潰瘍面及痔瘡的止痛,有關(guān)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)裝置圖如下:
+CH3CH2OH

實(shí)驗(yàn)步驟:
在圓底燒瓶中加入0.400 g(0.002 9 ml)對(duì)氨基苯甲酸和0.082 ml乙醇,振蕩溶解,將燒瓶置于冰水浴并加入0.220 mL濃硫酸(0.004 ml),反應(yīng)混合物用水浴加熱回流1 h,并不斷振蕩。
分離提純:冷卻后,分批加入10% NaHCO3溶液直至無明顯氣泡產(chǎn)生,再加少量NaHCO3溶液至pH≈9,將混合液轉(zhuǎn)移至分液漏斗中,用乙醚分兩次萃取,并向醚層加入無水硫酸鈉,蒸出乙醚,冷卻結(jié)晶,最終得到產(chǎn)物0.200 g。
請(qǐng)回答下列問題:
(1)儀器A的名稱為 ,將燒瓶置于冰水浴中的原因是 。
(2)在實(shí)驗(yàn)步驟中缺少一步操作,該操作是 。
(3)在反應(yīng)中,圓底燒瓶的容積最合適的是 。
A.10 mL B.25 mL C.50 mL
(4)反應(yīng)中加入過量乙醇的目的是 ;實(shí)驗(yàn)結(jié)束冷卻后,分批加入10% NaHCO3溶液的作用是 。
(5)分液漏斗在使用之前必須進(jìn)行的操作是 ,乙醚層位于 (填“上層”或“下層”);萃取過程中向醚層加入無水硫酸鈉的作用是 。
(6)本實(shí)驗(yàn)中苯佐卡因的產(chǎn)率為 。
【答案】(1)(球形)冷凝管 防止乙醇揮發(fā)
(2)加入沸石(或碎瓷片)
(3)A
(4)提高對(duì)氨基苯甲酸的轉(zhuǎn)化率 中和過量的硫酸和調(diào)節(jié)pH
(5)檢驗(yàn)是否漏液 上層 干燥
(6)41.8%或0.418
【解析】本題主要考查有機(jī)實(shí)驗(yàn)知識(shí),意在考查考生的實(shí)驗(yàn)操作能力。
(1)根據(jù)裝置圖的特點(diǎn),儀器A的名稱為球形冷凝管。將燒瓶置于冰水浴中冷卻,有利于加入濃硫酸時(shí)熱量的散發(fā),防止乙醇揮發(fā)。
(2)用圓底燒瓶或蒸餾燒瓶對(duì)液體加熱時(shí)必須加入沸石或碎瓷片,防止暴沸,故實(shí)驗(yàn)步驟中缺少的操作是加入沸石或碎瓷片。
(3)0.082 ml乙醇的質(zhì)量:m=nM=0.082 ml×46 g·ml-1=3.772 g;乙醇的體積V== QUOTE =4.775 cm3;對(duì)氨基苯甲酸的熔點(diǎn)為188 ℃,常溫下,對(duì)氨基苯甲酸為固體;濃硫酸的體積為0.220 mL,三者混合后溶液的體積約為5 mL,根據(jù)圓底燒瓶的選取規(guī)則,不能超過其容積的,故最合適的為10 mL圓底燒瓶,A項(xiàng)正確。
(4)合成反應(yīng)中加入過量乙醇,促進(jìn)反應(yīng)正向進(jìn)行,提高對(duì)氨基苯甲酸的轉(zhuǎn)化率;在反應(yīng)中用濃硫酸作催化劑,溶液呈酸性,故10% NaHCO3溶液的作用就是中和過量的硫酸,調(diào)節(jié)pH。
(5)分液漏斗在使用之前必須進(jìn)行的操作是檢漏,乙醚的密度比水小,位于上層;加入無水硫酸鈉的作用是干燥。
(6)由化學(xué)方程式知,加入的乙醇過量,故理論上0.002 9 ml對(duì)氨基苯甲酸參加反應(yīng)生成0.002 9 ml苯佐卡因(C9H11NO2),其質(zhì)量為0.002 9 ml×165 g·ml-1=0.478 5 g,產(chǎn)率= QUOTE ×100%≈41.8%。
1.[2018·課標(biāo)全國Ⅰ]在生成和純化乙酸乙酯的實(shí)驗(yàn)過程中,下列操作未涉及的是
【答案】D
【解析】A項(xiàng)裝置用于制備乙酸乙酯,B項(xiàng)裝置用于除去乙酸乙酯中的乙酸、乙醇(純化),C項(xiàng)裝置用于分離乙酸乙酯,D項(xiàng)裝置用于蒸發(fā)濃縮或蒸發(fā)結(jié)晶。只有D項(xiàng)操作在制備和純化乙酸乙酯的實(shí)驗(yàn)中未涉及。
2.[2018海南]實(shí)驗(yàn)室常用乙酸與過量的乙醇在濃硫酸催化下合成乙酸乙酯。下列說法正確的是
A.該反應(yīng)的類型為加成反應(yīng)
B.乙酸乙酯的同分異構(gòu)體共有三種
C.可用飽和的碳酸氫鈉溶液鑒定體系中是否有未反應(yīng)的乙酸
D.該反應(yīng)為可逆反應(yīng),加大乙醇的量可提高乙酸的轉(zhuǎn)化率
【答案】D
【解析】A.乙酸與乙醇反應(yīng)生成乙酸乙酯,是酯化反應(yīng),也是取代反應(yīng),不符合題意;B.乙酸乙酯的同分異構(gòu)體中屬于酯類的有甲酸丙酯、甲酸異丙酯,還有丙酸甲酯共三種,但乙酸乙酯的同分異構(gòu)體不只是酯類,還可能是羧酸類等,因此同分異構(gòu)體大于三種,不符合題意;C.由于該反應(yīng)需要在加熱的情況下進(jìn)行,本身會(huì)揮發(fā)出乙酸到飽和碳酸鈉溶液中,因此不能鑒定,不符合題意;D.該反應(yīng)為可逆反應(yīng),加大乙醇的量平衡正向移動(dòng),乙酸的轉(zhuǎn)化率升高,符合題意;故答案為D。
3.[2016·江蘇卷]化合物X是一種醫(yī)藥中間體,其結(jié)構(gòu)簡式如圖所示。下列有關(guān)化合物X的說法正確的是
A.分子中兩個(gè)苯環(huán)一定處于同一平面
B.不能與飽和Na2CO3溶液反應(yīng)
C.在酸性條件下水解,水解產(chǎn)物只有一種
D.1 ml化合物X最多能與2 ml NaOH反應(yīng)
【答案】C
【解析】A、根據(jù)有機(jī)物結(jié)構(gòu)簡式可知兩個(gè)苯環(huán)均連在同一個(gè)飽和碳原子上,由于單鍵可以旋轉(zhuǎn),兩個(gè)苯環(huán)不一定共面,A錯(cuò)誤;B、X中含有羧基,能與飽和碳酸鈉溶液反應(yīng),B錯(cuò)誤;C、由于是環(huán)酯,在酸性條件下水解,水解產(chǎn)物只有一種,C正確;D、X的水解過程中,2個(gè)羧基和1個(gè)酚羥基都能與NaOH反應(yīng),故1 ml化合物X最多能與3 ml NaOH反應(yīng),D錯(cuò)誤。答案選C。
4.[2015·新課標(biāo)卷Ⅱ]某羧酸酯的分子式為C18H26O5,1 ml該酯完全水解可得到1 ml羧酸和2 ml乙醇,該羧酸的分子式為
A.C14H18O5 B.C14H16O4 C.C14H22O5 D.C14H10O5
【答案】A
【解析】羧酸酯的分子式為C18H26O5,1 ml該酯完全水解可得到1 ml羧酸和2 ml乙醇,這說明分子中含有2個(gè)酯基,因此有2分子水參加反應(yīng),水解方程式為:C18H26O5+2H2O―→羧酸+2C2H6O,則根據(jù)原子守恒可知該羧酸的分子式中碳原子個(gè)數(shù)是18?2×2=14,氫原子個(gè)數(shù)是26+4?2×6=18,氧原子個(gè)數(shù)是5+2?2×1=5,即分子式為C14H18O5,A正確。
5.[2015·新課標(biāo)卷Ⅱ]分子式為C5H10O2并能與飽和NaHCO3溶液反應(yīng)放出氣體的有機(jī)物有(不含立體異構(gòu))
A.3種 B.4種 C.5種 D.6種
【答案】B
【解析】分子式為C5H10O2并能與飽和NaHCO3溶液反應(yīng)放出氣體,這說明該有機(jī)物是飽和的一元羧酸,即分子組成為C4H9—COOH,丁基有4種,分別是CH3CH2CH2CH2—、(CH3)2CHCH2—、(CH3)3C—、CH3CH2CH(CH3)—,所以該羧酸也有4種,答案選B。
實(shí)驗(yàn)
裝置
實(shí)驗(yàn)
步驟
在一支試管中加入3 mL乙醇,然后邊振蕩試管邊慢慢加入2 mL 濃硫酸和2 mL 乙酸,連接好實(shí)驗(yàn)裝置;用酒精燈緩慢加熱,將產(chǎn)生的蒸氣經(jīng)導(dǎo)管通到飽和碳酸鈉溶液的液面上,觀察現(xiàn)象
試劑加入順序:乙醇→濃硫酸→乙酸。
實(shí)驗(yàn)
現(xiàn)象
飽和碳酸鈉溶液的液面上有無色透明的不溶于水的油狀液體產(chǎn)生,并可聞到香味
實(shí)驗(yàn)
結(jié)論
在濃硫酸、加熱的條件下,乙醇和乙酸發(fā)生反應(yīng),生成無色、透明、不溶于水、有香味的油狀液體
化學(xué)
方程式
+H—O—C2H5
反應(yīng)實(shí)質(zhì)
乙酸中—COOH脫—OH,乙醇中—OH脫—H,形成酯和H2O。
官能團(tuán)
代表物質(zhì)
表示方法
羧基
乙酸
—COOH或
酯基
乙酸乙酯
—COOR或(R不能為氫原子)
乙酸
1-丁醇
乙酸丁酯
熔點(diǎn)/℃
16.6
-89.5
-73.5
沸點(diǎn)/℃
117.9
117
126.3
密度/(g·cm-3)
1.05
0.81
0.88
水溶性
互溶
可溶(9 g/100 g水)
微溶
相對(duì)分子質(zhì)量
密度/(g·cm-3)
熔點(diǎn)/℃
沸點(diǎn)/℃
水中溶解性
乙醇
46
0.79
-114.3
78.5
與水任意比互溶
對(duì)氨基苯甲酸
137
1.374
188
339.9
微溶于水
對(duì)氨基苯甲酸乙酯
165
1.039
90
172
難溶于水,易溶于醇、醚類

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