2022届高三化学一轮复习 实验专题考点细练专题15 有机物质制备实验(含解析).docx
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- 2022届高三化学一轮复习 实验专题考点细练专题15 有机物质制备实验含解析 2022 届高三 化学 一轮 复习 实验 专题 考点 15 有机 物质 制备 解析
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1、专题15 有机物质制备实验填空题(本大题共12小题)1. 乙酸正丁酯是无色透明有果香气味的液体。实验室制备乙酸正丁酯反应的方程式如下: CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OHCH3COOCH2CH2CH2CH3+H2O制备流程和有关数据如下:化合物相对分子质量密度/(gcm-3)水溶性沸点/冰醋酸601.05易溶118.1正丁醇740.80微溶117.2乙酸正丁酯1160.90微溶126.5已知:乙酸正丁酯、正丁醇和水组成的三元共沸物的沸点为90.7。 反应装置如图所示。在烧瓶中加入反应物和沸石,分水器中加入一定体积水,80反应15分钟,然后提高温度使反应处于回流状态,分水器中液面不断上
2、升,当液面达到分水器支管口时,上层液体返回到烧瓶中。回答下列问题:(1)仪器甲的名称是_。步骤在80反应时温度计水银球置于_(填“a”或“b”)处。(2)使用分水器能提高酯的产率,原因是_(用平衡移动原理解释)。(3)步骤观察到_(填标号)现象时,酯化反应已基本完成。A.当分水器中出现分层B.分水器中有液体回流至烧瓶C.分水器水层高度不再变化D.仪器甲有液体滴落(4)若反应前分水器中加水不足,会导致_,使产率偏低。(5)步骤操作a的名称是_。(6)步骤中,依次用10Na2CO3溶液、水洗涤有机相,分出的产物加入少量无水MgSO4固体,蒸馏,得到乙酸正丁酯4.64g。加入10Na2CO3溶液的目
3、的是除去_。乙酸正丁酯的产率为_。2. 甲苯()是一种重要的化工原料,能用于生产苯甲醛()、苯甲酸()等产品。下表列出了有关物质的部分物理性质,请回答: 名称性状熔点()沸点()相对密度(水=1gcm-3)溶解性水乙醇甲苯无色液体易燃、易挥发-95110.60.8660不溶互溶苯甲醛无色液体-261791.0440微溶互溶苯甲酸白色片状或针状晶体122.12491.2659微溶易溶注:甲苯、苯甲醛、苯甲酸三者互溶。实验室可用如图装置模拟制备苯甲醛。实验时先在三颈瓶中加入0.5g固态难溶性催化剂,再加入15mL冰醋酸(作为溶剂)和2mL甲苯,搅拌升温至70,同时缓慢加入12mL过氧化氢,在此温度
4、下搅拌反应3小时。(1)装置a的名称是_,为使反应体系受热比较均匀,可_。(2)三颈瓶中发生反应的化学方程式为_。(3)写出苯甲醛与银氨溶液在一定的条件下发生反应的化学方程式:_。(4)反应完毕后,反应混合液经过自然冷却至室温时,还应经过_、_(填操作名称)等操作,才能得到苯甲醛粗产品。(5)实验中加入过量过氧化氢且反应时间较长,会使苯甲醛产品中产生较多的苯甲酸。若想从混有苯甲酸的苯甲醛中分离出苯甲酸,正确的操作步骤是_(按步骤顺序填字母)。a.对混合液进行分液 B.过滤、洗涤、干燥c.水层中加入盐酸调节pH=2 D.加入适量碳酸氢钠溶液混合振荡3. 某化学小组采用图1所示装置以环己醇()制备
5、环己烯()已知:密度(g/cm3)熔点()沸点()溶解性环己醇0.9625161能溶于水环己烯0.81-10383难溶于水(1)制备粗品:将12.5mL环己醇加入试管A中,再加入1mL浓硫酸,摇匀后放入碎瓷片,加热至充分反应,在试管C内得到环己烯粗品。写出实验中制备环己烯的方程式: ,导管B除了导气外还具有的作用是_,试管C置于冰水浴中的目的是_。(2)制备精品环己烯粗品中含有环己醇和少量酸性杂质等,加入饱和食盐水,振荡、静置、分层,环己烯在_层(填“上”或“下”),分液后用_洗涤(填入编号)。a.KMnO4溶液 b.稀H2SO4c.Na2CO3溶液再将环己烯按图2所示装置蒸馏,冷却水从_口进
6、入(填入“g”或“f”),收集产品时,温度应控制在_左右,以下区分环己烯精品和粗品的方法,合理的是_(填入编号)。a.用酸性高锰酸钾溶液b.用金属钠c.测定沸点4. 已知:溴苯的沸点为156,苯的沸点为80。实验室用苯和液溴制取溴苯并验证反应类型的实验装置如图:按以下要求回答问题:(1)冷凝管的进水口为_(填“A”或“B”);冷凝管的作用:_。(2)d中盛放的试剂是_(3)有同学认为苯与溴的反应为加成反应而不是取代反应,请根据该实验装置特点和实验现象判断反应的类型。反应类型:_(填“加成反应”或“取代反应”);叙述得出这一结论的实验现象:_。(4)分离提纯:反应后a瓶中的溴苯中因溶有溴而显褐色
7、,提纯溴苯的过程中,除去溴苯中的溴可加入_溶液,振荡,再通过_(填分离方法)分离提纯;苯与溴还可能发生副反应生成对二溴苯(沸点220)和邻二溴苯(沸点224),因此最后再经_(填分离方法)即可得到较纯净的溴苯,该过程中为了受热均匀和易于控制温度,可采用_(填“水浴”或“油浴”)加热。(5)检验鉴别:充分反应后,三颈烧瓶中的粗产品经水洗、分液后得到水洗液,为验证水洗液中是否存在Fe3+不能选用的试剂是_(填字母)。A.NaOH溶液 B.AgNO3溶液 C.KSCN溶液 D.苯酚溶液 5. 苯甲酸乙酯是重要的精细化工试剂,常用于配制水果型食用香精。实验室制备流程如图1:试剂相关性质如表:苯甲酸乙醇
8、苯甲酸乙酯常温性状白色针状晶体无色液体无色透明液体沸点/249.078.0212.6相对分子量12246150溶解性微溶于水,易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂与水任意比互溶难溶于冷水,微溶于热水,易溶于乙醇和乙醚回答下列问题:(1)为提高原料苯甲酸的纯度,可采用的纯化方法为_。(2)步骤的装置如图2所示(加热和夹持装置已略去),将一小团棉花放入仪器B中靠近活塞孔处,将吸水剂(无水硫酸铜的乙醇饱和溶液)放入仪器B中,在仪器C中加入 12.2g纯化后的苯甲酸晶体,30mL无水乙醇(约0.5mol)和3mL浓硫酸,加入沸石,加热至微沸,回流反应1.52h.仪器A的作用是_;仪器C中反应液应采用_方式加热。
9、(3)随着反应进行,反应体系中水分不断被有效分离,仪器B中吸水剂的现象为_。(4)反应结束后,对C中混合液进行分离提纯,操作是_;操作所用的玻璃仪器除了烧杯外还有_。(5)反应结束后,步骤中将反应液倒入冷水的目的除了溶解乙醇外,还有_;加入试剂X为_(填写化学式)。(6)最终得到产物纯品12.0g,实验产率为_%(保留三位有效数字)。6. 实验室用加热1-丁醇、溴化钠和浓H2SO4的混合物的方法来制备1-溴丁烷时,还会有烯、醚等副产物生成。反应结束后将反应混合物蒸馏,分离得到1溴丁烷,已知相关有机物的性质如下:熔点/沸点/1-丁醇-89.53117.251-溴丁烷-112.4101.6丁醚-9
10、5.3142.41-丁烯-185.3-6.5制备1-溴丁烷时,反应加热时的温度不宜超过100,理由是_。制备操作中,加入的浓硫酸必需进行稀释,其目的是_。(填字母)a.减少副产物烯和醚的生成 b.减少Br2的生成c.减少HBr的挥发 d.水是反应的催化剂反应结束后,将反应混合物中1-溴丁烷分离出来,应选用的装置是_。该操作应控制的温度(t)范围是_。欲除去溴代烷中的少量杂质Br2,下列物质中最适合的是_。(填字母)a.NaI b.NaOH c.NaHSO3d.KCl7. 以苯甲醛为原料通过Cannizarro反应制备苯甲醇和苯甲酸是经典有机实验,该实验对科研和工业生产都有指导意义。某化学小组在
11、实验室完成该实验并测定苯甲酸的产率。已知:物质苯甲醛苯甲醇甲基叔丁醚密度/(gcm-3)1.04151.0419-沸点/178.1205.3555水溶性微溶于水溶于水-实验原理:实验步骤:.按如图安装好仪器,在三颈烧瓶中装入KOH溶液,打开冷凝水和电动搅拌机,然后向三颈烧瓶中加入7mL苯甲醛,置于微波反应器内,恒温反应15min。.反应结束后,加入30mL水溶解,并用甲基叔丁醚萃取分离出水层待用;向油层中加入饱和NaHSO3溶液除去苯甲醛,分液;再向油层中加入无水硫酸镁,过滤、蒸馏分离出苯甲醇。.用浓盐酸酸化萃取后的水溶液,并充分冷却,抽滤后得到粗苯甲酸。粗苯甲酸经过操作A获得纯品,称量其质量
12、为3.9g。回答下列问题:(1)盛放苯甲醛的仪器名称为_,球形冷凝管的进水口为_(填“a”或“b”)口;电动搅拌机的作用为_。(2)步骤中,甲基叔丁醚萃取出的有机物为_;无水硫酸镁的作用为_;分离已分层的液体的具体操作为_。(3)步骤中,蒸馏苯甲醇时应控制温度为_;蒸馏时,采用空气冷凝(装置乙)而不采用水冷凝(装置甲)的原因为_。(4)步骤中操作A的名称为_,本实验中苯甲酸的产率为_(保留3位有效数字)。8. 呋喃甲酸是一种抗生素,在食品工业中作防腐剂,也作涂料添加剂、医药、香料等中间体,可用呋喃甲醛制备,其实验原理和制备步骤如下:步骤提纯过程:溶解活性炭脱色趁热过滤冷却结晶抽滤洗涤干燥。已知
13、:呋喃甲酸在100升华,133熔融,230232沸腾并在此温度下脱羧;呋喃沸点为3132,易溶于水;无水氯化钙能与醇形成复合物。(1)步骤的关键是控制温度,其措施有磁力搅拌、_和_。(2)步骤中干燥所使用的干燥剂可选用_(填序号)。A.98浓硫酸B.无水硫酸镁C.无水氯化钙(3)呋喃甲酸在A、B、C三种溶剂中溶解度(S)随温度变化的曲线如图。步骤提纯时,合适的溶解溶剂是_,理由是_。(4)利用呋喃甲酸可以制取八甲基四氧杂夸特烯。仪器a的名称是_,装置b的作用是_。脱羧装置中用冰盐浴的目的是_。可通过测定沸点确定产品为八甲基四氧杂夸特烯,还可采用的检测方法有_。若用4.5g呋喃甲酸制得了0.5g
14、八甲基四氧杂夸特烯(M=432gmol-1),则产率为_(保留4位有效数字)。9. 苯甲酸可用作食品防腐剂。实验室可通过甲苯氧化制苯甲酸,其反应原理简示如下:名称相对分子质量熔点/沸点/密度/(gmL-1)溶解性甲苯92-95110.60.867不溶于水,易溶于乙醇苯甲酸122122.4(100左右开始升华)248微溶于冷水,易溶于乙醇、热水实验步骤:(1)在装有温度计、冷凝管和搅拌器的三颈烧瓶中加入1.5mL甲苯、100mL水和4.8g(约0.03mol)高锰酸钾,慢慢开启搅拌器,并加热回流至回流液不再出现油珠。(2)停止加热,继续搅拌,冷却片刻后,从冷凝管上口慢慢加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液
15、,并将反应混合物趁热过滤,用少量热水洗涤滤渣。合并滤液和洗涤液,于冰水浴中冷却,然后用浓盐酸酸化至苯甲酸析出完全。将析出的苯甲酸过滤,用少量冷水洗涤,放在沸水浴上干燥,称量,粗产品为1.0g。(3)纯度测定:称取0.122g粗产品,配成乙醇溶液,于100mL容量瓶中定容。每次移取25.00mL溶液,用0.01000molL-1的KOH标准溶液滴定,三次滴定平均消耗21.50mL的KOH标准溶液。回答下列问题:(1)根据上述实验药品的用量,三颈烧瓶的最适宜规格为_(填标号)。A.100mLB.250mLC.500mLD.1000mL(2)在反应装置中应选用_冷凝管(填“直形”或“球形”),当回流
16、液不再出现油珠即可判断反应已完成,其判断理由是_。(3)加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液的目的是_;该步骤亦可用草酸在酸性条件下处理,请用反应的离子方程式表达其原理_。(4)“用少量热水洗涤滤渣”一步中滤渣的主要成分是_。(5)干燥苯甲酸晶体时,若温度过高,可能出现的结果是_。(6)本实验制备的苯甲酸的纯度为_;据此估算本实验中苯甲酸的产率最接近于_(填标号)。A.70%B.60%C.50%D.40%(7)若要得到纯度更高的苯甲酸,可通过在水中_的方法提纯。10. 乙酰苯胺是一种白色有光泽片状结晶或白色结晶粉末,是磺胺类药物的原料,可用作止痛剂、退热剂和防腐剂、乙酰苯胺的制备原理为:+CH3COOH
17、+H2O实验参数名称相对分子质量性状密度(g/mL)沸点()溶解性苯胺无色油状液体1.02184.4微溶于水易溶于乙醇、乙醚乙酸60无色液体1.05118.1易溶于水易溶于乙醇、乙醚乙酰苯胺135白色晶体1.22304.0微溶于冷水可溶于热水易溶于乙醇、乙醚实验步骤:步骤1:向圆底烧瓶中加入无水苯胺9.3mL、冰醋酸18.4mL、锌粉0.1g和少量沸石,安装好仪器后,对圆底烧瓶均匀加热,使反应液在微沸状态下回流,调节加热温度,使温度计温度控制在105左右;反应约6080min,反应生成的水及少量醋酸被蒸出,当反应基本完成时,停止加热。步骤2:在搅拌下,趁热将蒸馏烧瓶中的液体以细流状倒入盛有冰水
18、的100mL烧杯中,快速搅拌,乙酰苯胺结晶析出,烧杯内试剂冷却至室温后,进行抽滤、洗涤、干燥,可得到乙酰苯胺粗品。步骤3:将乙酰苯胺粗品进行重结晶,待结晶完全后抽滤,尽量压干滤饼。将产品置于干净的表面皿中晾干,称重,计算产率。注:a.刺型分馏柱的作用相当于二次蒸馏,用于沸点差别不太大的混合物的分离。b.苯胺易被氧化。请回答下列问题:(1)步骤1中所选圆底烧瓶的最佳规格是_。a.25mL b.50mL c.150mL d.200mL(2)实验中加入锌粉的目的是_。(3)通过_可判断反应基本完成。(4)步骤1加热可用_(填“水浴”或“油浴”)。(5)洗涤乙酰苯胺粗品最合适的方法是_(填字母)。A.
19、用少量冷水洗B.用少量热水洗C.先用冷水洗,再用热水洗D.用酒精洗(6)步骤2得到的粗品中因含有某些杂质而颜色较深,步骤3重结晶的操作是:将粗品用热水溶解,加入活性炭0.1g,煮沸进行脱色,_,再将滤液冷却结晶。(7)该实验最终得到产品9.1g,则乙酰苯胺的产率是_(小数点后保留两位数字。)11. 溴苯是一种化工原料,实验室合成溴苯的装置示意图及有关数据如下: 苯 溴 溴苯 密度/gcm-3 0.88 3.10 1.50 沸点/ 80 59 156 水中溶解度 微溶 微溶 微溶按下列合成步骤回答问题:(1)在a中加入15mL无水苯和少量铁屑。在b中小心加入4.0mL液态溴。向a中滴入几滴溴,有
20、白色烟雾产生,是因为生成了_气体。继续滴加至液溴滴完。装置d的作用是_。(2)液溴滴完后,经过下列步骤分离提纯:向a中加入10mL水,然后过滤除去未反应的铁屑;滤液依次用10mL水、8mL10%的NaOH溶液、10mL水洗涤。NaOH溶液洗涤的作用是_;向分出的粗溴苯中加入少量的无水氯化钙,静置、过滤。加入氯化钙的目的是_。(3)经以上分离操作后,粗溴苯中还含有的主要杂质为_,要进一步提纯,下列操作中必需的是_(填入正确选项前的字母)。A.重结晶 B.过滤 C.蒸馏 D.萃取(4)在该实验中,a的容积最适合的是_。A.25mL B.50mL C.250mL D.500mL12. 某化学小组采用
21、如图1所示的装置,用环己醇制备环己烯。已知:相对分子质量密度/gcm-3熔点/沸点/溶解性环己醇1000.9625161能溶于水环己烯820.81-10383难溶于水(1)制备粗品将12.5mL环己醇与1mL浓硫酸加入试管A中,摇匀后放入碎瓷片,缓慢加热至反应完全,在试管C内得到环己烯粗品。在试管中混合环已醇和浓硫酸操作时,加入药品的先后顺序为_。如果加热一段时间后发现忘记加碎瓷片,应该采取的正确操作是_(填字母)。A.立即补加B.冷却后补加C.不需补加D.重新配料将试管C置于冰水中的目的是_。(2)制备精品环己烯粗品中含有环己醇和少量酸性杂质等。向粗品中加入饱和食盐水,振荡、静置、分层,环己
22、烯在_层(填“上”或“下”),分液后用_(填字母)洗涤。a.酸性KMnO4溶液b.稀硫酸c.Na2CO3溶液再将提纯后的环己烯按如图2所示装置进行蒸馏。图中仪器a的名称是_,实验中冷却水从_(填字母)口进入。蒸馏时要加入生石灰,目的是_。(3)若在制备粗品时环已醇随产品一起蒸出,则实验制得的环己烯精品质量_(填“高于”、“低于”)理论产量。本实验所得到的环已烯质量为6.5g,则产率是_(保留一位小数)。答案和解析1.【答案】(1)球形冷凝管;b(2)分水器能分离出产物中的水,将未反应的正丁醇回流到烧瓶,使平衡向生成酯的方向移动,提高酯的产率(3)C(4)回流时正丁醇不能全部返回到烧瓶(5)分液
23、(6)混在产品中的硫酸和醋酸;74【解析】【分析】本题考查有机物制备实验基础知识,包括常用化学仪器的识别与使用以及蒸馏与分馏等基本操作,题目难度不大。【解答】(1)仪器甲是球形冷凝管,起到有效冷却的作用,常用于有机制备的回流;步骤在80反应,应测量溶液温度,温度计水银球应在b处;故答案为:球形冷凝管;b;(2)酯化反应属于可逆反应,分水器能分离出产物中的水,将未反应的正丁醇回流到烧瓶,使平衡向生成酯的方向移动,提高酯的产率;故答案为:分水器能分离出产物中的水,将未反应的正丁醇回流到烧瓶,使平衡向生成酯的方向移动,提高酯的产率;(3)A.当分水器中出现分层证明反应开始生成酯类,不能说明酯化反应已
24、基本完成,故A错误;B.分水器中有液体回流至烧瓶证明反应正在进行,不能说明酯化反应已基本完成,故B错误;C.分水器水层高度不再变化证明酯类生成与消耗速度相等,说明酯化反应已基本完成,故C正确;D.仪器甲有液体滴落证明有机物受热挥发,遇冷凝结,不能说明酯化反应已基本完成,故D错误;故选C。(4)由于反应物正丁醇的密度(0.8gcm-3)比生成物乙酸正丁酯(0.9gcm-3)与水的密度都小,且微溶于水,在分水器中能看到有机物与水有明显分层,且正丁醇层在最上方,若反应前分水器中加水不足,会导致回流时正丁醇不能全部返回到烧瓶,产率降低;故答案为:回流时正丁醇不能全部返回到烧瓶;(5)步骤操作a将有机相
25、与水相分离,名称是分液;故答案为:分液;(6)产物中会混有反应物冰醋酸与催化剂浓硫酸,加入10Na2CO3溶液的目的是除去混在产品中的硫酸和醋酸;正丁醇的密度为0.8gcm-3,5mL正丁醇物质的量为0.8g/mL5mL74g/mol0.054mol,冰醋酸的密度为1.05gcm-3,3.5mL冰醋酸物质的量为1.05g/mL3.5mL60g/mol0.061mol,则反应中冰醋酸过量,乙酸正丁酯的理论产量为0.054mol,产率为4.64g0.054mol116g/mol10074;故答案为:混在产品中的硫酸和醋酸;74。2.【答案】(1) 球形冷凝管;水浴加热;(2)+3H2O;(3)+2
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