题型17有机制备类综合实验解析版文档格式.docx

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（5）根据已知信息可知咖啡因在100℃以上时开始升华，因此该分离提纯方法的名称是升华。

2．【2019新课标Ⅲ】乙酰水杨酸（阿司匹林）是目前常用药物之一。

实验室通过水杨酸进行乙酰化制备阿司匹林的一种方法如下：

水杨酸

醋酸酐

乙酰水杨酸

熔点/℃

157~159

-72~-74

135~138

相对密度/（g·

cm﹣3）

1.44

1.10

1.35

相对分子质量

138

102

180

实验过程：

在100mL锥形瓶中加入水杨酸6.9g及醋酸酐10mL，充分摇动使固体完全溶解。

缓慢滴加0.5mL浓硫酸后加热，维持瓶内温度在70℃左右，充分反应。

稍冷后进行如下操作。

①在不断搅拌下将反应后的混合物倒入100mL冷水中，析出固体，过滤。

②所得结晶粗品加入50mL饱和碳酸氢钠溶液，溶解、过滤。

③滤液用浓盐酸酸化后冷却、过滤得固体。

④固体经纯化得白色的乙酰水杨酸晶体5.4g。

（1）该合成反应中应采用__________加热。

（填标号）

A．热水浴B．酒精灯C．煤气灯D．电炉

（2）下列玻璃仪器中，①中需使用的有________（填标号），不需使用的_______________________（填名称）。

（3）①中需使用冷水，目的是______________________________________。

（4）②中饱和碳酸氢钠的作用是_________________________________，以便过滤除去难溶杂质。

（5）④采用的纯化方法为____________。

（6）本实验的产率是_________%。

（1）A

（2）BD分液漏斗、容量瓶

（3）充分析出乙酰水杨酸固体（结晶）

（4）生成可溶的乙酰水杨酸钠

（5）重结晶

（6）60

（1）因为反应温度在70℃，低于水的沸点，且需维温度不变，故采用热水浴的方法加热；

（2）操作①需将反应物倒入冷水，需要用烧杯量取和存放冷水，过滤的操作中还需要漏斗，则答案为：

BD；

分液漏斗主要用于分离互不相容的液体混合物，容量瓶用于配制一定浓度的溶液，这两个仪器用不到。

（3）反应时温度较高，所以用冷水的目的是使得乙酰水杨酸晶体充分析出；

（4）乙酰水杨酸难溶于水，为了除去其中的杂质，可将生成的乙酰水杨酸与碳酸氢钠反应生成可溶性的乙酰水杨酸钠，以便过滤除去杂质；

（5）每次结晶过程中会有少量杂质一起析出，可以通过多次结晶的方法进行纯化，也就是重结晶；

（6）水杨酸分子式为C7H6O3，乙酰水杨酸分子式为C9H8O4，根据关系式法计算得：

C7H6O3~C9H8O4

138180

6.9gm

m（C9H8O4）=（6.9g×

180）/138=9g，则产率为

。

3．[2019天津]环己烯是重要的化工原料。

其实验室制备流程如下：

Ⅰ．环己烯的制备与提纯

（1）原料环己醇中若含苯酚杂质，检验试剂为____________，现象为__________________。

（2）操作1的装置如图所示（加热和夹持装置已略去）。

①烧瓶A中进行的可逆反应化学方程式为________________________，浓硫酸也可作该反应的催化剂，选择

而不用浓硫酸的原因为________________________（填序号）。

a．浓硫酸易使原料炭化并产生

b．

污染小、可循环使用，符合绿色化学理念

c．同等条件下，用

比浓硫酸的平衡转化率高

②仪器B的作用为____________。

（3）操作2用到的玻璃仪器是____________。

（4）将操作3（蒸馏）的步骤补齐：

安装蒸馏装置，加入待蒸馏的物质和沸石，____________，弃去前馏分，收集83℃的馏分。

Ⅱ．环己烯含量的测定

在一定条件下，向

环己烯样品中加入定量制得的

，与环己烯充分反应后，剩余的

与足量

作用生成

，用

的

标准溶液滴定，终点时消耗

标准溶液

（以上数据均已扣除干扰因素）。

测定过程中，发生的反应如下：

①

②

③

（5）滴定所用指示剂为____________。

样品中环己烯的质量分数为____________（用字母表示）。

（6）下列情况会导致测定结果偏低的是____________（填序号）。

a．样品中含有苯酚杂质

b．在测定过程中部分环己烯挥发

c．

标准溶液部分被氧化

（1）

溶液溶液显紫色

（2）①

a、b

②减少环己醇蒸出

（3）分液漏斗、烧杯

（4）通冷凝水，加热

（5）淀粉溶液

（6）b、c

I.

（1）检验苯酚的首选试剂是FeCl3溶液，原料环己醇中若含有苯酚，加入FeCl3溶液后，溶液将显示紫色；

（2）①从题给的制备流程可以看出，环己醇在FeCl3·

6H2O的作用下，反应生成了环己烯，对比环己醇和环己烯的结构，可知发生了消去反应，反应方程式为：

，注意生成的小分子水勿漏写，题目已明确提示该反应可逆，要标出可逆符号，FeCl3·

6H2O是反应条件（催化剂）别漏标；

此处用FeCl3·

6H2O而不用浓硫酸的原因分析中：

a项合理，因浓硫酸具有强脱水性，往往能使有机物脱水至炭化，该过程中放出大量的热，又可以使生成的炭与浓硫酸发生反应：

C+2H2SO4（浓）

CO2↑+SO2↑+2H2O；

b项合理，与浓硫酸相比，FeCl3·

6H2O对环境相对友好，污染小，绝大部分都可以回收并循环使用，更符合绿色化学理念；

c项不合理，催化剂并不能影响平衡转化率；

②仪器B为球形冷凝管，该仪器的作用除了导气外，主要作用是冷凝回流，尽可能减少加热时反应物环己醇的蒸出，提高原料环己醇的利用率；

（3）操作2实现了互不相溶的两种液体的分离，应是分液操作，分液操作时需要用到的玻璃仪器主要有分液漏斗和烧杯；

（4）题目中已明确提示了操作3是蒸馏操作。

蒸馏操作在加入药品后，要先通冷凝水，再加热；

如先加热再通冷凝水，必有一部分馏分没有及时冷凝，造成浪费和污染；

II.（5）因滴定的是碘单质的溶液，所以选取淀粉溶液比较合适；

根据所给的②式和③式，可知剩余的Br2与反应消耗的Na2S2O3的物质的量之比为1：

2，所以剩余Br2的物质的量为：

n（Br2）余=

×

cmol·

L-1×

vmL×

10-3L·

mL-1=

mol，反应消耗的Br2的物质的量为（b-

）mol，据反应①式中环己烯与溴单质1：

1反应，可知环己烯的物质的量也为（b-

）mol，其质量为（b-

）×

82g，所以ag样品中环己烯的质量分数为：

（6）a项错误，样品中含有苯酚，会发生反应：

，每反应1molBr2，消耗苯酚的质量为31.3g；

而每反应1molBr2，消耗环己烯的质量为82g；

所以苯酚的混入，将使耗Br2增大，从而使环己烯测得结果偏大；

b项正确，测量过程中如果环己烯挥发，必然导致测定环己烯的结果偏低；

c项正确，Na2S2O3标准溶液被氧化，必然滴定时消耗其体积增大，即计算出剩余的溴单质偏多，所以计算得出与环己烯反应的溴单质的量就偏低，导致最终环己烯的质量分数偏低。

4．[2019江苏]丙炔酸甲酯（

）是一种重要的有机化工原料，沸点为103~105℃。

实验室制备少量丙炔酸甲酯的反应为

实验步骤如下：

步骤1：

在反应瓶中，加入14g丙炔酸、50mL甲醇和2mL浓硫酸，搅拌，加热回流一段时间。

步骤2：

蒸出过量的甲醇（装置见下图）。

步骤3：

反应液冷却后，依次用饱和NaCl溶液、5%Na2CO3溶液、水洗涤。

分离出有机相。

步骤4：

有机相经无水Na2SO4干燥、过滤、蒸馏，得丙炔酸甲酯。

（1）步骤1中，加入过量甲醇的目的是▲。

（2）步骤2中，上图所示的装置中仪器A的名称是▲；

蒸馏烧瓶中加入碎瓷片的目的是▲。

（3）步骤3中，用5%Na2CO3溶液洗涤，主要除去的物质是▲；

分离出有机相的操作名称为▲。

（4）步骤4中，蒸馏时不能用水浴加热的原因是▲。

（1）作为溶剂、提高丙炔酸的转化率

（2）（直形）冷凝管防止暴沸

（3）丙炔酸分液

（4）丙炔酸甲酯的沸点比水的高

（1）一般来说，酯化反应为可逆反应，加入过量的甲醇，提高丙炔酸的转化率，丙炔酸溶解于甲醇，甲醇还作为反应的溶剂；

（2）根据装置图，仪器A为直形冷凝管；

加热液体时，为防止液体暴沸，需要加入碎瓷片或沸石，因此本题中加入碎瓷片的目的是防止液体暴沸；

（3）丙炔酸甲酯的沸点为103℃~105℃，制备丙炔酸甲酯采用水浴加热，因此反应液中除含有丙炔酸甲酯外，还含有丙炔酸、硫酸；

通过饱和NaCl溶液可吸收硫酸；

5%的Na2CO3溶液的作用是除去丙炔酸，降低丙炔酸甲酯在水中的溶解度，使之析出；

水洗除去NaCl、Na2CO3，然后通过分液的方法得到丙炔酸甲酯；

（4）水浴加热提供最高温度为100℃，而丙炔酸甲酯的沸点为103℃~105℃，采用水浴加热，不能达到丙炔酸甲酯的沸点，不能将丙炔酸甲酯蒸出，因此蒸馏时不能用水浴加热。

5．【2018江苏卷】3，4−亚甲二氧基苯甲酸是一种用途广泛的有机合成中间体，微溶于水，实验室可用KMnO4氧化3，4−亚甲二氧基苯甲醛制备，其反应方程式为

向反应瓶中加入3，4−亚甲二氧基苯甲醛和水，快速搅拌，于70～80℃滴加KMnO4溶液。

反应结束后，加入KOH溶液至碱性。

趁热过滤，洗涤滤饼，合并滤液和洗涤液。

对合并后的溶液进行处理。

抽滤，洗涤，干燥，得3，4−亚甲二氧基苯甲酸固体。

（1）步骤1中，反应结束后，若观察到反应液呈紫红色，需向溶液中滴加NaHSO3溶液，

转化为_____________（填化学式）；

加入KOH溶液至碱性的目的是____________________________。

（2）步骤2中，趁热过滤除去的物质是__________________（填化学式）。

（3）步骤3中，处理合并后溶液的实验操作为__________________。

（4）步骤4中，抽滤所用的装置包括_______________、吸滤瓶、安全瓶和抽气泵。

（1）SO42−将反应生成的酸转化为可溶性的盐

（2）MnO2

（3）向溶液中滴加盐酸至水层不再产生沉淀

（4）布氏漏斗

【解析】由题中实验步骤可知，3，4−亚甲二氧基苯甲醛可以被KMnO4溶液于70～80℃氧化为

和

，由题中信息可知，

微溶于水，为保证

完全溶于水，反应结束后，加入KOH溶液至碱性，使

转化为易溶于的

，然后趁热过滤除去KMnO4的的还原产物MnO2，接着，向溶液中滴加盐酸至水层不再产生沉淀，使

完全转化为

，最后抽滤、洗涤、干燥，得3，4−亚甲二氧基苯甲酸固体。

（1）反应结束后，反应液呈紫红色，说明KMnO4过量，KMnO4具有强氧化性将HSO3-氧化成SO42-，反应的离子方程式为2MnO4-+3HSO3-=2MnO2↓+3SO42-+H2O+H+。

根据中和反应原理，加入KOH将

转化为可溶于水的

（2）MnO2难溶于水，步骤2中趁热过滤的目的是为了防止

在较低的温度下结晶析出，步骤2中趁热过滤除去的物质是MnO2。

（3）步骤3中，合并后的滤液中主要成分为

，为了制得

，需要将合并后的溶液进行酸化；

处理合并后溶液的实验操作为：

向溶液中滴加盐酸至水层不再产生沉淀。

（4）抽滤所用的装置包括布氏漏斗、吸滤瓶、安全瓶和抽气泵。

6．【2017江苏卷】1-溴丙烷是一种重要的有机合成中间体，沸点为71℃，密度为1.36g·

cm−3。

实验室制备少量1−溴丙烷的主要步骤如下：

在仪器A中加入搅拌磁子、12g正丙醇及20mL水，冰水冷却下缓慢加入28mL浓H2SO4；

冷却至室温，搅拌下加入24gNaBr。

如图所示搭建实验装置，缓慢加热，直到无油状物馏出为止。

将馏出液转入分液漏斗，分出有机相。

将分出的有机相转入分液漏斗，依次用12mLH2O、12mL5%Na2CO3溶液和12mLH2O洗涤，分液，得粗产品，进一步提纯得1-溴丙烷。

（1）仪器A的名称是_____________；

加入搅拌磁子的目的是搅拌和___________________。

（2）反应时生成的主要有机副产物有2-溴丙烷和__________________________________。

（3）步骤2中需向接受瓶内加入少量冰水并置于冰水浴中的目的是___________________。

（4）步骤2中需缓慢加热使反应和蒸馏平稳进行，目的是______________________________。

（5）步骤4中用5%Na2CO3溶液洗涤有机相的操作：

向分液漏斗中小心加入12mL5%Na2CO3溶液，振荡，____________，静置，分液。

（1）蒸馏烧瓶防止暴沸

（2）丙烯、正丙醚（3）减少1-溴丙烷的挥发

（4）减少HBr挥发（5）将分液漏斗下口向上倾斜、打开活塞排出气体

（1）仪器A的名称是蒸馏烧瓶；

加入搅拌磁子的目的是搅拌加快反应速率和防止暴沸；

（2）反应时生成的主要有机副产物有正丙醇发生消去反应产生丙烯、正丙醇分子之间脱水生成正丙醚。

（3）步骤2中需向接受瓶内加入少量冰水并置于冰水浴中的目的是降低温度，减少1-溴丙烷的挥发；

（4）步骤2中发生NaBr＋H2SO4=NaHSO4＋HBr，CH3CH2OH＋HBr

CH3CH2Br＋H2O，需缓慢加热使反应和蒸馏平稳进行，目的是减少HBr挥发；

（5）萃取的操作：

装液，振荡，将分液漏斗下口向上倾斜、打开活塞排出气体，静置，分液。

将分液漏斗下口向上倾斜、打开活塞排出气体目的是要使分液漏斗内外大气体压强平衡，防止内部压强过高，将活塞冲开，使液体漏出。

7．【2016上海卷】乙酸乙酯广泛用于药物、染料、香料等工业，中学化学实验常用a装置来制备。

完成下列填空：

（1）实验时，通常加入过量的乙醇，原因是______________。

加入数滴浓硫酸即能起催化作用，但实际用量多于此量，原因是_______________；

浓硫酸用量又不能过多，原因是____________。

（2）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分液漏斗中，_________、________，然后分液。

（4）若用b装置制备乙酸乙酯，其缺点有__________、__________。

由b装置制得的乙酸乙酯粗产品经饱和碳酸钠溶液和饱和食盐水洗涤后，还可能含有的有机杂质是________，分离乙酸乙酯与该杂质的方法是_______________。

（1）增大反应物浓度，使平衡向生成酯的方向移动，提高酯的产率。

（合理即给分）

浓H2SO4能吸收生成的水，使平衡向生成酯的方向移动，提高酯的产率。

浓H2SO4具有强氧化性和脱水性，会使有机物碳化，降低酯的产率。

（2）中和乙酸、溶解乙醇、减少乙酸乙酯在水中的溶解（3）振荡、静置

（4）原料损失较大、易发生副反应乙醚；

蒸馏

（1）由于反应是可逆反应，因此加入过量的乙醇增大反应物浓度，使平衡向生成酯的方向移动，提高酯的产率。

由于浓H2SO4能吸收生成的水，使平衡向生成酯的方向移动，提高酯的产率，因此实际用量多于此量；

由于浓H2SO4具有强氧化性和脱水性，会使有机物碳化，降低脂的产率，所以浓硫酸用量又不能过多。

（2）由于生成的乙酸乙酯中含有乙醇和乙酸，所以饱和Na2CO3溶液的作用是中和乙酸、溶解乙醇、减少乙酸乙酯在水中的溶解。

（3）乙酸乙酯不溶于水，因此反应结束后，将试管中收集到的产品倒入分液漏斗中，振荡、静置，然后分液即可。

（4）根据b装置可知由于不是水浴加热，温度不易控制，因此制备乙酸乙酯的缺点是原料损失较大、易发生副反应。

由于乙醇溶液发生分子间脱水生成乙醚，所以由b装置制得的乙酸乙酯产品经饱和碳酸钠溶液和饱和食盐水洗涤后，还可能含有的有机杂质是乙醚，乙醚和乙酸乙酯的沸点相差较大，则分离乙酸乙酯与该杂质的方法是蒸馏。

8．【2017新课标1卷】凯氏定氮法是测定蛋白质中氮含量的经典方法，其原理是用浓硫酸在催化剂存在下将样品中有机氮转化成铵盐，利用如图所示装置处理铵盐，然后通过滴定测量。

已知：

NH3+H3BO3=NH3·

H3BO3；

NH3·

H3BO3+HCl=NH4Cl+H3BO3。

（1）a的作用是_______________。

（2）b中放入少量碎瓷片的目的是____________。

f的名称是__________________。

（3）清洗仪器：

g中加蒸馏水；

打开k1，关闭k2、k3，加热b，蒸气充满管路；

停止加热，关闭k1，g中蒸馏水倒吸进入c，原因是____________；

打开k2放掉水，重复操作2~3次。

（4）仪器清洗后，g中加入硼酸（H3BO3）和指示剂。

铵盐试样由d注入e，随后注入氢氧化钠溶液，用蒸馏水冲洗d，关闭k3，d中保留少量水。

打开k1，加热b，使水蒸气进入e。

①d中保留少量水的目的是___________________。

②e中主要反应的离子方程式为________________，e采用中空双层玻璃瓶的作用是________。

（5）取某甘氨酸（C2H5NO2）样品m克进行测定，滴定g中吸收液时消耗浓度为cmol·

L–1的盐酸VmL，则样品中氮的质量分数为_________%，样品的纯度≤_______%。

（1）避免b中压强过大

（2）防止暴沸直形冷凝管（3）c中温度下降，管路中形成负压

（4）①液封，防止氨气逸出②

+OH−

NH3↑+H2O保温使氨完全蒸出

（5）

（1）a中导管与大气相连，所以作用是平衡气压，以避免b中压强过大。

（2）b中放入少量碎瓷片的目的是防止暴沸。

f的名称是直形冷凝管。

（3）由于c、e及其所连接的管道内水蒸气冷凝为水后，气压远小于外界大气压，在大气压的作用下，因此锥形瓶内的蒸馏水被倒吸入c中。

（4）①氨气是气体，因此d中保留少量水的目的是液封，防止氨气逸出。

②e中主要反应是铵盐与碱在加热条件下的反应，离子方程式为

NH3↑+H2O；

e采用中空双层玻璃瓶的作用是保温减少热量损失，有利于铵根转化为氨气逸出。

L–1的盐酸VmL，根据反应NH3·

H3BO3+HCl＝NH4Cl+H3BO3，可以求出样品中n（N）＝n（HCl）＝cmol·

L–1×

V×

10–3L＝0.001cVmol，则样品中氮的质量分数为

，样品中甘氨酸的质量≤0.001cV×

75g/mol，所以样品的纯度≤