2023届高三化学二轮复习06考向6以有机物分离提纯为主线的有机物制备型实验.docx
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1、以有机物分离提纯为主线的有机物制备型实验【知识网络悉考点】【研析真题明方向】1(2022山东卷)已知苯胺(液体)、苯甲酸(固体)微溶于水,苯胺盐酸盐易溶于水。实验室初步分离甲苯、苯胺、苯甲酸混合溶液的流程如下。下列说法正确的是()A苯胺既可与盐酸也可与NaOH溶液反应B由、分别获取相应粗品时可采用相同的操作方法C苯胺、甲苯、苯甲酸粗品依次由、获得D、均为两相混合体系2(2021湖南卷)(多选)1丁醇、溴化钠和70%的硫酸共热反应,经过回流、蒸馏、萃取分液制得1溴丁烷粗产品,装置如图所示,已知:CH3(CH2)3OHNaBrH2SO4CH3(CH2)3BrNaHSO4H2O,下列说法正确的是()
2、A装置中回流的目的是为了减少物质的挥发,提高产率B装置中a为进水口,b为出水口C用装置萃取分液时,将分层的液体依次从下口放出D经装置得到的粗产品干燥后,使用装置再次蒸馏,可得到更纯的产品3(2021湖北卷)某兴趣小组为制备1氯2甲基丙烷(沸点69 ),将2甲基1丙醇和POCl3溶于CH2Cl2中,加热回流(伴有HCl气体产生)。反应完全后倒入冰水中分解残余的POCl3,分液收集CH2Cl2层,无水MgSO4干燥,过滤、蒸馏后得到目标产物。上述过程中涉及的装置或操作错误的是(夹持及加热装置略)()4(2019全国卷)实验室制备溴苯的反应装置如图所示,关于实验操作或叙述错误的是()A向圆底烧瓶中滴
3、加苯和溴的混合液前需先打开KB实验中装置b中的液体逐渐变为浅红色C装置c中碳酸钠溶液的作用是吸收溴化氢D反应后的混合液经稀碱溶液洗涤、结晶,得到溴苯5(2018全国卷)在生成和纯化乙酸乙酯的实验过程中,下列操作未涉及的是()6(2018全国卷)实验室中用如图所示的装置进行甲烷与氯气在光照下反应的实验。光照下反应一段时间后,下列装置示意图中能正确反映实验现象的是() 7(2018海南卷)实验室常用乙酸与过量的乙醇在浓硫酸催化下合成乙酸乙酯。下列说法正确的是()A该反应的类型为加成反应B乙酸乙酯的同分异构体共有三种C可用饱和的碳酸氢钠溶液鉴定体系中是否有未反应的乙酸D该反应为可逆反应,加大乙醇的量
4、可提高乙酸的转化率8(2013北京卷)用下图所示装置检验乙烯时不需要除杂的是()选项乙烯的制备试剂X试剂YACH3CH2Br与NaOH乙醇溶液共热H2OKMnO4酸性溶液BCH3CH2Br与NaOH乙醇溶液共热H2OBr2的CCl4溶液CC2H5OH与浓硫酸加热至170 NaOH溶液KMnO4酸性溶液DC2H5OH与浓硫酸加热至170 NaOH溶液Br2的CCl4溶液【重温知识固基础】1教材中五大制备型实验回顾(1)乙烯的实验室制法反应原料乙醇和浓硫酸实验原理主反应CH3CH2OH CH2CH2H2O (消去反应)副反应2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3H2O (取代反应) C2H5
5、OH6H2SO4(浓)6SO22CO29H2O制气类型“液液气”型 (铁架台、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、温度计、导管、集气瓶、水槽)实验装置净化装置浓NaOH溶液(或碱石灰)收集装置排水法 (实验室制取乙烯时,不能用排空气法收集乙烯:因为乙烯的相对分子质量为28,空气的平均相对分子质量为29,二者密度相差不大,难以收集到纯净的乙烯)【注意事项】加入药品的顺序:在烧杯中先加入5 mL 95%的乙醇,然后滴加15 mL浓硫酸,边滴加边搅拌,冷却备用(相当于浓硫酸的稀释);因此加入药品的顺序:碎瓷片无水乙醇浓硫酸反应条件:170C、浓H2SO4 (加热混合液时,温度要迅速升高并稳定在170 )浓硫酸
6、的作用:催化剂和脱水剂因为参加反应的反应物都是液体,所以要向烧瓶中加入碎瓷片,避免液体受热时发生暴沸温度计的位置:温度计的水银球要插入反应混和液的液面以下,但不能接触瓶底,以便控制反应温度为170,因为需要测量的是反应物的温度在制取乙烯的反应中,浓硫酸不但是催化剂、脱水剂,也是氧化剂,在反应过程中易将乙醇氧化,最后生成CO2、C (因此试管中液体变黑),而浓硫酸本身被还原成SO2,故制得的乙烯中混有CO2、SO2、乙醚等杂质,必须通过浓NaOH溶液(或碱石灰)后,才能收集到比较纯净的乙烯若实验时,已开始给浓硫酸跟乙醇的混合物加热一段时间,忘记加碎瓷片,应先停止加热,冷却到室温后,在补加碎瓷片(
7、2)乙炔的实验室制法反应原料电石(主要成分CaC2、含有杂质CaS、Ca3P2等)、饱和食盐水实验原理主反应CaC22H2OC2H2Ca(OH)2 (不需要加热)副反应CaS2H2O=Ca(OH)2H2S Ca3P26H2O=3Ca(OH)22PH3 制气类型“固液气”型(如图1) 圆底烧瓶、分液漏斗、导气管、试管、水槽 实验装置净化装置通过盛有NaOH溶液或CuSO4溶液的洗气瓶除去H2S、PH3等杂质收集装置排水法【注意事项】电石与水反应剧烈,为得到平稳的乙炔气流,可用饱和氯化钠溶液代替水,并用分液漏斗控制滴加饱和氯化钠溶液的速率,让饱和氯化钠溶液慢慢地滴入CaC2和水反应剧烈并产生泡沫,
8、为防止产生的泡沫涌入导管,应在导管口塞入少许棉花 (图示装置中未画出)制取乙炔不能用启普发生器或具有启普发生器原理的实验装置,原因是 a碳化钙吸水性强,与水反应剧烈,不能随用、随停b反应过程中放出大量的热,易使启普发生器炸裂c反应后生成的石灰乳是糊状,堵住球形漏斗和底部容器之间的空隙,使启普发生器失去作用盛电石的试剂瓶要及时密封并放于干燥处,严防电石吸水而失效。取电石要用镊子夹取,切忌用手拿(3)溴苯的制备反应原料苯、纯溴、铁实验原理实验步骤安装好装置,检查装置气密性,把苯和少量液态溴放入烧瓶中加入少量铁屑作催化剂,用带导管的橡胶塞塞紧瓶口实验装置实验现象剧烈反应,圆底烧瓶内液体微沸,烧瓶内充
9、满大量红棕色气体锥形瓶内的管口有白雾出现,溶液中出现淡黄色沉淀左侧导管口有棕色油状液体滴下,把烧瓶里的液体倒入冷水里,有褐色不溶于水的液体尾气处理用碱液吸收,一般用NaOH溶液,吸收HBr和挥发出来的Br2【注意事项】该反应要用液溴,苯与溴水不反应;加入铁粉起催化作用,实际上起催化作用的是FeBr3 加药品的顺序:铁苯溴 长直导管的作用:导出气体和充分冷凝回流逸出的苯和溴的蒸气 (冷凝回流的目的是提高原料的利用率) 导管未端不可插入锥形瓶内水面以下的原因是防止倒吸,因为HBr气体易溶于水导管口附近出现的白雾,是溴化氢遇空气中的水蒸气形成的氢溴酸小液滴纯净的溴苯是无色的液体,密度比水大,难溶于水
10、。反应完毕以后,将烧瓶中的液体倒入盛有冷水的烧杯里可以观察到烧杯底部有褐色不溶于水的液体,这可能是因为制得的溴苯中混有了溴的缘故简述获得纯净的溴苯应进行的实验操作:先用水洗后分液(除去溶于水的杂质如溴化铁等),再用氢氧化钠溶液洗涤后分液(除去溴),最后水洗(除去氢氧化钠溶液及与其反应生成的盐)、干燥(除去水),蒸馏(除去苯)可得纯净的溴苯AgNO3溶液中有浅黄色沉淀生成,说明有HBr气体生成,该反应应为取代反应,但是前提必须是在圆底烧瓶和锥形瓶之间增加一个CCl4的洗气瓶,吸收Br2(g),防止对HBr检验的干扰 (若无洗气瓶,则AgNO3溶液中有浅黄色沉淀生成,不能说明该反应为取代反应,因为
11、Br2(g)溶于水形成溴水也能使AgNO3溶液中产生浅黄色沉淀) 苯能萃取溴水中的溴,萃取分层后水在下层,溴的苯溶液在上层,溴水是橙色的,萃取后溴的苯溶液一般为橙红色 (溴水也褪色,但为萃取褪色)(4)硝基苯的制备反应原料苯、浓硝酸、浓硫酸实验原理实验步骤配制混合酸:先将1.5 mL浓硝酸注入大试管中,再慢慢注入2 mL浓硫酸,并及时摇匀和冷却向冷却后的混合酸中逐滴加入1 mL苯,充分振荡,混合均匀将大试管放在5060 的水浴中加热粗产品依次用蒸馏水和5NaOH溶液洗涤,最后再用蒸馏水洗涤将用无水CaCl2干燥后的粗硝基苯进行蒸馏,得到纯硝基苯实验装置实验现象将反应后的液体倒入一个盛有水的烧杯
12、中,可以观察到烧杯底部有黄色油状物质生成【注意事项】试剂加入的顺序:先将浓硝酸注入大试管中,再慢慢注入浓硫酸,并及时摇匀和冷却,最后注入苯 水浴加热的好处:受热均匀,容易控制温度为了使反应在5060下进行,常用的方法是水浴加热;温度计的位置:水浴中 浓硫酸的作用:催化剂和吸水剂玻璃管的作用:冷凝回流简述粗产品获得纯硝基苯的实验操作:依次用蒸馏水和氢氧化钠溶液洗涤(除去硝酸和硫酸),再用蒸馏水洗涤(除去氢氧化钠溶液及与其反应生成的盐),然后用无水氯化钙干燥,最后进行蒸馏(除去苯)可得纯净的硝基苯纯硝基苯是无色、难溶于水、密度比水大,具有苦杏仁味气味的油状液体,实验室制得的硝基苯因溶有少量HNO3
13、分解产生的NO2而显黄色(5)乙酸和乙醇的酯化反应反应原料乙醇、乙酸、浓硫酸实验原理 (可逆反应,也属于取代反应)实验步骤在一支试管中加入3 mL乙醇,然后边振荡试管边慢慢加入2 mL浓硫酸和2 mL冰醋酸,再加入几片碎瓷片。连接好装置,用酒精灯小心加热,将产生的蒸气经导管通到饱和Na2CO3溶液的液面上,观察现象实验装置实验现象试管中液体分层,饱和Na2CO3溶液的液面上有透明的油状液体生成能闻到香味【微点拨】试剂的加入顺序:先加入乙醇,然后沿器壁慢慢加入浓硫酸,冷却后再加入CH3COOH导管末端不能插入饱和Na2CO3溶液中,防止挥发出来的CH3COOH、CH3CH2OH溶于水,造成溶液倒
14、吸浓硫酸的作用a催化剂加快反应速率b吸水剂除去生成物中的水,使反应向生成物的方向移动,提高CH3COOH、CH3CH2OH的转化率饱和Na2CO3溶液的作用a中和挥发出的乙酸 b溶解挥发出的乙醇 c降低乙酸乙酯的溶解度,便于分层,得到酯加入碎瓷片的作用:防止暴沸实验中,乙醇过量的原因:提高乙酸的转化率长导管作用:导气兼冷凝作用2熟悉有机物制备实验的仪器装置(1)常用仪器(2)常用装置反应装置有机物易挥发,常采用冷凝回流装置,以减少有机物的挥发,提高原料的利用率和产物的产率蒸馏装置:利用有机物沸点的不同,用蒸馏的方法可以实现分离温度计水银球的位置若要控制反应温度,温度计的水银球应插入反应液中,若
15、要选择收集某温度下的馏分,则温度计的水银球应放在蒸馏烧瓶支管口附近冷凝管的选择球形冷凝管由于气体与冷凝水接触时间长,具有较好的冷凝效果,但必须竖直放置;所以一般蒸馏装置须用直形冷凝管,直形冷凝管既能用于冷凝回流,又能用于冷凝收集馏分冷凝管的进出水方向下口进上口出加热方法的选择酒精灯的火焰温度一般在400500 ,所以需要温度不太高的实验都可用酒精灯加热,如乙酸乙酯的制取、石油的蒸馏等实验选用酒精灯加热;若温度要求更高,可选用酒精喷灯或电炉加热水浴加热的温度不超过100 除上述加热方式外还可以根据加热的温度要求选择油浴、沙浴加热防暴沸加沸石或碎瓷片,防止溶液暴沸,若开始忘加沸石,需冷却后补加【题
16、型突破查漏缺】1如图是利用丙醇制取丙烯,再用丙烯制取1,2二溴丙烷的装置,反应过程中装置中有刺激性气味的气体生成,且会看到装置中溶液变黑。下列说法不正确的是()A加热时若发现装置中未加碎瓷片,应冷却后补加B装置的试管中可盛放NaOH溶液以除去副产物C装置中的现象是溶液橙色变浅直至无色D反应后可用分液漏斗从装置的混合物中分离出1,2二溴丙烷,并回收CCl42某学生在实验室制取乙酸丁酯(已知乙酸丁酯的沸点124126 ,乙酸的沸点118 ,反应温度115125 ),其反应装置应选择()3实验室制备、纯化硝基苯需要用到下列装置,其中不正确的是() 4苯甲酸甲酯是一种重要的溶剂。实验室中以苯甲酸和甲醇
17、为原料,利用如图所示反应制备。H2O。下列说法错误的是()A装置和装置中的冷凝管可以互换B增加甲醇的用量可以提高苯甲酸的利用率C浓硫酸可以降低体系中水的浓度,提高产品的产率D可在分液漏斗内先后用蒸馏水、Na2CO3溶液、蒸馏水洗涤粗产品5对实验室制得的粗溴苯含溴苯(不溶于水,易溶于有机溶剂,沸点156.2 )、Br2和苯(沸点80 )进行纯化,未涉及的装置是()6实验室利用反应合成洋茉莉醛的流程如下。下列说法错误的是()A水洗的目的是除去KOH B试剂X应选用有机溶剂C加入Na2CO3溶液的目的是除去酸 D进行蒸馏操作时可选用球形冷凝管7环己醇被高锰酸钾“氧化”发生的主要反应为KOOC(CH2
18、)4COOK H0,(高锰酸钾还原产物为MnO2)。实验过程:在四口烧瓶装好药品,打开电动搅拌,加热,滴加环己醇,装置如图所示。下列说法不正确的是()A“氧化”过程应采用热水浴加热B装置中用到的球形冷凝管也可以用于蒸馏分离实验C滴加环己醇时不需要打开恒压滴液漏斗上端活塞D在滤纸上点1滴反应后混合物,未出现紫红色,则反应已经完成8某实验小组设计了如图实验装置(加热装置未画出)制备乙酸乙酯,已知乙醇、乙酸、乙酸乙酯的沸点分别为78.5 、117.9 、77 。为提高原料利用率和乙酸乙酯的产量,下列实验操作错误的是()A实验开始时应先打开K1,关闭K2 B冷却水应分别从A、C口通入C关闭K1打开K2
19、时,应控制温度计2的示数为77 D锥形瓶中应先加入饱和碳酸钠溶液9某同学分别用下列装置a和b制备溴苯,下列说法错误的是()A两烧瓶中均出现红棕色气体,说明液溴沸点低Ba装置锥形瓶中出现淡黄色沉淀,说明烧瓶中发生取代反应Cb装置试管中CCl4吸收Br2,液体变红棕色Db装置中的倒置漏斗起防倒吸作用,漏斗内形成白烟10实验室制备乙酸丁酯的装置如图所示(加热和夹持装置已省略)。下列说法正确的是()A实验开始后,发现未加沸石,可直接打开C的瓶塞加入B冷凝水由a口进,b口出CB的作用是不断分离出乙酸丁酯,提高产率D产物中残留的乙酸和正丁醇可用饱和碳酸钠溶液除去11由反应制备、纯化硝基苯的实验过程中,下列
20、操作未涉及的是(部分夹持装置略去)() 12实验室采用图a装置制备乙酸异戊酯CH3COOCH2CH2CH(CH3)2(夹持及加热装置略),产物依次用少量水、饱和NaHCO3溶液、水、无水MgSO4固体处理后,再利用图b装置进行蒸馏,从而达到提纯的目的。下列说法正确的是()A分别从1、3口向冷凝管中通入冷水B依次向a装置中小心加入浓硫酸、乙酸和异戊醇C第二次水洗的主要目的是洗掉NaHCO3等混合物中的盐D图a和图b装置中的冷凝管可以互换【题型特训练高分】1实验室制备氯苯的反应原理和装置如下图所示,关于实验操作或叙述不正确的是()已知:把干燥的氯气通入装有干燥苯的反应器A中(内有少量FeCl3),
21、加热维持反应温度在4060为宜,温度过高会生成二氯苯AFeCl3在此反应中作催化剂 B装置A应选择酒精灯加热C冷凝管中冷水应从a口流入b口流出 DB出口气体中含有HCl、苯蒸气、氯气2用下图装置探究1溴丁烷在氢氧化钠溶液中发生的反应,观察到高锰酸钾酸性溶液褪色。下列分析不正确的是()A推断烧瓶中可能生成了1丁醇或1丁烯B用红外光谱可检验在该条件下反应生成有机物中的官能团C将试管中溶液改为溴水,若溴水褪色,则烧瓶中一定有消去反应发生D通过检验反应后烧瓶内溶液中的溴离子,可确定烧瓶内发生的反应类型3在生成、纯化溴苯并证明取代反应的实验过程中,下列操作未涉及的是()4苯胺为无色油状液体,沸点184
22、,易被氧化。实验室以硝基苯为原料通过反应制备苯胺,反应原理如下,实验装置(夹持及加热装置略)如图。下列说法正确的是() A长颈漏斗内的药品最好是盐酸B蒸馏时,冷凝水应该a进b出C为防止苯胺被氧化,加热前应先通一段时间H2D为除去反应生成的水,蒸馏前需关闭K并向三颈烧瓶中加入浓硫酸5实验室利用乙醇催化氧化法制取并提纯乙醛的实验过程中,下列装置未涉及的是() 6环己烯是重要的化工原料,其实验室制备流程如图所示。下列叙述错误的是()A可用FeCl3溶液检验原料环己醇中可能存在的苯酚杂质B操作2中,饱和食盐水的作用是降低环己烯的溶解度,便于分层C有机相是粗环己烯,加入氯化钙后直接蒸馏获得较纯净的环己烯
23、D该制备反应不用浓硫酸作催化剂,减少污染,符合绿色化学理念7某研究性小组为了探究石蜡油分解产物,设计了如下实验方案。下列说法错误的是()A石蜡油是石油减压蒸馏的产物 B碎瓷片加快了石蜡油的分解C酸性高锰酸钾溶液褪色说明生成了乙烯 D溴的四氯化碳溶液褪色是因为发生了加成反应8乙酸甲酯又名醋酸甲酯,可由乙酸和甲醇经酯化反应得到,其密度小于水,其他相关物质性质如下表。利用如图所示装置制备乙酸甲酯,下列说法错误的是()物质熔点/沸点/溶解性乙酸16.6117.9易溶于水甲醇9764.7易溶于水乙酸甲酯98.757.8微溶于水A实验中需要用到浓硫酸,作用是催化剂和吸水剂,可使酯化反应平衡正向移动B装置X
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