中学届高三化学复习考点专练37 有机综合实验附答案.docx
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中学届高三化学复习考点专练37有机综合实验附答案
考点专练37 有机综合实验
1.(2016·上海化学,六)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________。
答案
(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(合理即可)
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
2.(2014·浙江理综,28)葡萄糖酸钙是一种可促进骨骼生长的营养物质。
葡萄糖酸钙可通过以下反应制得:
C6H12O6(葡萄糖)+Br2+H2O―→C6H12O7(葡萄糖酸)+2HBr
2C6H12O7+CaCO3―→Ca(C6H11O7)2(葡萄糖酸钙)+H2O+CO2↑
相关物质的溶解性见下表:
物质名称
葡萄糖酸钙
葡萄糖酸
溴化钙
氯化钙
水中的
溶解性
可溶于冷水
易溶于热水
可溶
易溶
易溶
乙醇中的
溶解性
微溶
微溶
可溶
可溶
实验流程如下:
C6H12O6溶液
悬浊液
Ca(C6H11O7)2
请回答下列问题:
(1)第①步中溴水氧化葡萄糖时,下列装置中最适合的是________。
制备葡萄糖酸钙的过程中,葡萄糖的氧化也可用其他试剂,下列物质中最适合的是________。
A.新制Cu(OH)2悬浊液B.酸性KMnO4溶液
C.O2/葡萄糖氧化酶D.[Ag(NH3)2]OH溶液
(2)第②步充分反应后CaCO3固体需有剩余,其目的是__________________;本实验中不宜用CaCl2替代CaCO3,理由是________________________________。
(3)第③步需趁热过滤,其原因是_____________________________________。
(4)第④步加入乙醇的作用是_______________________________________。
(5)第⑥步中,下列洗涤剂最合适的是________。
A.冷水B.热水
C.乙醇D.乙醇-水混合溶液
答案
(1)B C
(2)提高葡萄糖酸的转化率,便于后续分离 氯化钙难以与葡萄糖酸直接反应得到葡萄糖酸钙
(3)葡萄糖酸钙冷却后会结晶析出,如不趁热过滤会损失产品
(4)可降低葡萄糖酸钙在溶剂中的溶解度,有利于葡萄糖酸钙的析出
(5)D
3.(2014·课标全国Ⅰ,26)乙酸异戊酯是组成蜜蜂信息素的成分之一,具有香蕉的香味。
实验室制备乙酸异戊酯的反应、装置示意图和有关数据如下:
相对分子质量
密度/(g·cm-3)
沸点/℃
水中溶解性
异戊醇
88
0.8123
131
微溶
乙酸
60
1.0492
118
溶
乙酸异戊酯
130
0.8670
142
难溶
实验步骤:
在A中加入4.4g异戊醇、6.0g乙酸、数滴浓硫酸和2~3片碎瓷片。
开始缓慢加热A,回流50min,反应液冷至室温后倒入分液漏斗中,分别用少量水,饱和碳酸氢钠溶液和水洗涤;分出的产物加入少量无水MgSO4固体,静置片刻,过滤除去MgSO4固体,进行蒸馏纯化,收集140~143℃馏分,得乙酸异戊酯3.9g。
回答下列问题:
(1)仪器B的名称是________。
(2)在洗涤操作中,第一次水洗的主要目的是________________________;
第二次水洗的主要目的是__________________________________________。
(3)在洗涤、分液操作中,应充分振荡,然后静置,待分层后________(填标号)。
a.直接将乙酸异戊酯从分液漏斗的上口倒出
b.直接将乙酸异戊酯从分液漏斗的下口放出
c.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将乙酸异戊酯从下口放出
d.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将乙酸异戊酯从上口倒出
(4)本实验中加入过量乙酸的目的是____________________________________。
(5)实验中加入少量无水MgSO4的目的是____________________________。
(6)在蒸馏操作中,仪器选择及安装都正确的是________(填标号)。
(7)本实验的产率是________(填标号)。
a.30%b.40%c.60%d.90%
(8)在进行蒸馏操作时,若从130℃便开始收集馏分,会使实验的产率偏____________(填“高”或“低”),其原因是_______________________。
答案
(1)球形冷凝管
(2)洗掉大部分硫酸和醋酸 洗掉碳酸氢钠 (3)d (4)提高醇的转化率 (5)干燥 (6)b (7)c (8)高 会收集少量未反应的异戊醇
4.(2014·全国大纲,29)苯乙酸铜是合成优良催化剂、传感材料——纳米氧化铜的重要前驱体之一。
下面是它的一种实验室合成路线:
制备苯乙酸的装置示意图如下(加热和夹持装置等略):
已知:
苯乙酸的熔点为76.5℃,微溶于冷水,溶于乙醇。
回答下列问题:
(1)在250mL三口瓶a中加入70mL70%硫酸。
配制此硫酸时,加入蒸馏水与浓硫酸的先后顺序是________________。
(2)将a中的溶液加热至100℃,缓缓滴加40g苯乙腈到硫酸溶液中,然后升温至130℃继续反应。
在装置中,仪器b的作用是______________;仪器c的名称是___________________________________,
其作用是________________。
反应结束后加适量冷水,再分离出苯乙酸粗品。
加入冷水的目的是________________。
下列仪器中可用于分离苯乙酸粗品的是________(填标号)。
A.分液漏斗 B.漏斗 C.烧杯 D.直形冷凝管
E.玻璃棒
(3)提纯粗苯乙酸的方法是________,最终得到44g纯品,则苯乙酸的产率是________。
(4)用CuCl2·2H2O和NaOH溶液制备适量Cu(OH)2沉淀,并多次用蒸馏水洗涤沉淀,判断沉淀洗干净的实验操作和现象是__________________。
(5)将苯乙酸加入到乙醇与水的混合溶剂中,充分溶解后,加入Cu(OH)2搅拌30min,过滤,滤液静置一段时间,析出苯乙酸铜晶体,混合溶剂中乙醇的作用是___________________________________________________________________。
答案
(1)先加水,再加入浓H2SO4
(2)滴加苯乙腈 球形冷凝管 回流(或使气化的反应液冷凝) 便于苯乙酸析出 BCE
(3)重结晶 95%
(4)取少量洗涤液,加入稀HNO3,再加AgNO3溶液,无白色沉淀出现
(5)增大苯乙酸溶解度,便于充分反应
5.(2016·洛阳期末)苯甲酸具有弱酸性,可以和乙醇发生酯化反应生成苯甲酸乙酯。
苯甲酸乙酯(密度1.05g·cm-3)稍有水果气味,用于配制香水香精和人造精油,也大量用于食品以及用作有机合成中间体等。
制备苯甲酸乙酯的过程如下:
(1)制备粗产品:
如图所示装置中,于50mL圆底烧瓶中加入8.0g苯甲酸(Mr=122)、20mL乙醇(Mr=46,密度0.79g·cm-3)、15mL环己烷、3mL浓硫酸,摇匀,加沸石。
在分水器上加水,接通冷凝水,水浴回流约2h,反应基本完成。
记录体积,继续蒸出多余环己烷和醇(从分水器中放出)。
(2)粗产品纯化:
加水30mL,分批加入固体NaHCO3,分液,然后水层用20mL石油醚分两次萃取。
合并有机层,用无水硫酸镁干燥。
回收石油醚,加热精馏,收集210~213℃馏分。
相关数据如下:
沸点(℃,1atm)
苯甲酸
苯甲酸乙酯
石油醚
水
乙醇
环己烷
共沸物(环己烷—水—乙醇)
249
212.6
40~80
100
78.3
80.75
62.6
根据以上信息和装置图回答下述实验室制备有关问题:
(1)写出制备苯甲酸乙酯反应的化学方程式_____________________________
_________________________________________________________________,
仪器a的名称______________,b口的作用为_________________________。
(2)请说出在本实验中可以采取的能提高苯甲酸乙酯产率的方法_________________________________________
_________________________________________________(写出任意一种即可)。
(3)如何利用实验现象判断反应已基本完成___________________________。
(4)固体NaHCO3的作用____________________________________________,
加入固体NaHCO3时的实验操作所用到的主要玻璃仪器为________________________________________________________________。
(5)经精馏得210~213℃馏分7.0mL,则实验中苯甲酸乙酯的产率为__________。
答案
(1)
蛇形冷凝管 冷凝水的进水口
(2)加入环己烷形成水—乙醇—环己烷三元共沸物分离反应过程中生成的水(或加过量乙醇或使用分水器及时分离生成的水)
(3)加热回流至分水器中水位不再上升
(4)中和硫酸和未反应的苯甲酸 分液漏斗 (5)74.7%
6.(2016·广东七校联考)实验室用乙醇、浓硫酸和溴化钠反应来制备溴乙烷,其反应原理和实验的装置如下(反应需要加热,图中省去了加热装置):
H2SO4(浓)+NaBr
NaHSO4+HBr↑
CH3CH2OH+HBr
CH3CH2Br+H2O
有关数据见下表:
乙醇
溴乙烷
溴
状态
无色液体
无色液体
深红色液体
密度/(g·cm-3)
0.79
1.44
3.1
沸点/℃
78.5
38.4
59
(1)A装置的名称是_______________________________________________。
(2)实验中用滴液漏斗代替分液漏斗的优点为_____________________________
___________________________________________________________________。
(3)给A加热温度过高或浓硫酸的浓度过大,均会使C中收集到的粗产品呈橙色,原因是A中发生了副反应,写出此反应的化学方程式_______________________________________________________________。
(4)给A加热的目的是______________________________________________
________________________________________________________________,
F接橡皮管,末端置于稀NaOH溶液中,其目的主要是
________________________________________________________________。
(5)图中C中的导管E的末端须在水面以下,其目的是
________________________________________________________________。
(6)为了除去产品中的主要杂质,最好选择下列________(选填序号)溶液来洗涤所得粗产品。
A.氢氧化钠B.碘化钾
C.亚硫酸钠D.碳酸氢钠
(7)粗产品用上述溶液洗涤、分液后,再经过蒸馏水洗涤、分液,然后加入少量的无水硫酸镁固体,静置片刻后过滤,再将所得滤液进行蒸馏,收集到的馏分约10.0g。
①在上述提纯过程中每次分液时产品均从分液漏斗的________(填“上口”或“下口”)取得。
②从乙醇的角度考虑,本实验所得溴乙烷的产率是________。
答案
(1)三颈烧瓶
(2)能使浓硫酸顺利流下
(3)2HBr+H2SO4(浓)
Br2↑+SO2↑+2H2O
(4)加快反应速率,将溴乙烷蒸出 吸收SO2、Br2、HBr,防止空气污染
(5)使溴乙烷充分冷凝,提高产率
(6)C (7)①下口 ②53.4%
7.(2016·安徽六校联考)工业上常用水杨酸与乙酸酐反应制取解热镇痛药阿司匹林(乙酰水杨酸)。
【反应原理】
【物质性质】
试剂
沸点(℃)
溶解度
化学性质
乙酸酐
139
在水中逐渐分解
略
乙酰水杨酸
略
微溶于水,易溶于热水
与碳酸钠反应生成水溶性盐
水杨酸
211
微溶于冷水
略
乙酸
117.9
略
略
【实验流程】
(1)物质制备:
向大试管中依次加入2g水杨酸、5mL乙酸酐(密度为1.08g/mL)、5滴浓硫酸,振荡大试管至水杨酸全部溶解,将其放入盛有热水烧杯中,固定在铁架台上,在85℃~90℃条件下加热5~10min。
装置如图:
(2)产品结晶:
取下大试管,置于冷水中冷却10min。
待晶体完全析出,…抽滤,再洗涤晶体,抽干。
(3)产品提纯:
将粗产品转移至150mL烧杯中,向其中慢慢加入试剂NaHCO3并不断搅拌至不再产生气泡为止。
进一步提纯最终获得乙酰水杨酸1.8g。
(4)纯度检验:
取少许产品加入盛有5mL水的试管中,加入1~2滴FeCl3溶液,溶液呈浅紫色。
【问题讨论】
(1)写出水杨酸与碳酸氢钠溶液反应的化学反应方程式
________________________________________________________________。
(2)写出水杨酸与足量碳酸钠溶液反应后含苯环的生成物的结构简式__________________________________________________________________。
(3)流程
(1)装置图中长导管的作用_____________________________________。
(4)控制反应温度85℃~90℃的原因____________________________________
___________________________________________________________________。
(5)流程
(2)中证明晶体洗涤干净的操作方法:
___________________________
_________________________________________________________________。
(6)流程(4)中溶液显紫色,可能的原因是_____________________________
________________________________________________________________。
(7)1mol乙酰水杨酸与氢氧化钠溶液反应最多可能消耗________molNaOH。
(8)实验中乙酰水杨酸的产率为________(已知:
水杨酸、乙酰水杨酸的相对分子质量分别为138和180)。
(3)冷凝回流和平衡压强
(4)既保持有较高的反应速率又减少物质的挥发
(5)取最后一次洗涤滤液少许于试管中,滴加少量氯化钡,再滴加稀盐酸,若无沉淀出现则洗涤干净,反之则未洗涤干净
(6)产品中仍然可能有水杨酸
(7)3 (8)69%
8.(2015·福建质检)某探究小组设计如图所示装置(夹持、加热仪器略),模拟工业生产进行制备三氯乙醛(CCl3CHO)的实验。
查阅资料,有关信息如下:
①制备反应原理:
C2H5OH+4Cl2―→CCl3CHO+5HCl
可能发生的副反应:
C2H5OH+HCl―→C2H5Cl+H2O
CCl3CHO+HClO―→CCl3COOH(三氯乙酸)+HCl
②相关物质的部分物理性质:
C2H5OH
CCl3CHO
CCl3COOH
C2H5Cl
熔点/℃
-114.1
-57.5
58
-138.7
沸点/℃
78.3
97.8
198
12.3
溶解性
与水
互溶
可溶于水、
乙醇
可溶于水、
乙醇
微溶于水,
可溶于乙醇
(1)仪器a中盛放的试剂是________;装置B的作用是
_________________________________________________________________。
(2)若撤去装置C,可能导致装置D中副产物________________(填化学式)的量增加;装置D可采用________加热的方法以控制反应温度在70℃左右。
(3)装置E中可能发生的无机反应的离子方程式有_______________________
_________________________________________________________________。
(4)反应结束后,有人提出先将D中的混合物冷却到室温,再用过滤的方法分离出CCl3COOH。
你认为此方案是否可行,为什么?
__________________________
__________________________________________________________________。
(5)测定产品纯度:
称取产品0.30g配成待测溶液,加入0.1000mol·L-1碘标准溶液20.00mL,再加入适量Na2CO3溶液,反应完全后,加盐酸调节溶液的pH,立即用0.02000mol·L-1Na2S2O3溶液滴定至终点。
进行平行实验后,测得消耗Na2S2O3,溶液20.00mL。
则产品的纯度为________。
(CCl3CHO的相对分子质量为147.5)
滴定的反应原理:
CCl3CHO+OH-===CHCl3+HCOO-
HCOO-+I2===H++2I-+CO2↑
I2+2S2O
===2I-+S4O
(6)请设计实验证明三氯乙酸的酸性比乙酸强:
_________________________
_______________________________________________________________。
答案
(1)浓盐酸 除去氯化氢
(2)CCl3COOH 水浴
(3)Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O、H++OH-===H2O
(4)不可行,三氯乙酸可溶于乙醇、三氯乙醛
(5)88.5%
(6)分别测定0.1mol·L-1两种酸溶液的pH,三氯乙酸的pH较小