高三化学高考备考一轮复习（9）常见有机物的制备实验专题训练.docx

（9）常见有机物的制备实验高考化学一轮复习化学实验基础创新+素养限时练【通用版】1.肉桂酸是香料、化妆品、医药、塑料和感光树脂等的重要原料。实验室可通过苯甲醛与乙酸酐反应制备，反应原理如下：相关物质的一些理化数据如下表所示：物质熔点/沸点/溶解性苯甲醛1061.044-26179.62微溶于水，易溶于乙醇乙酸酐1021.082-73.1138.6能与水反应生成乙酸肉桂酸1481.248135300难溶于冷水，易溶于热水；能溶于乙醇实验步骤：.在装有温度计、空气冷凝管和搅拌器的三颈烧瓶A（如图1）中，加入4.2g无水碳酸钾、8.0mL乙酸酐和3.0mL苯甲醛，加热、搅拌条件下反应2h。.反应完毕，分批加入20mL水，再加入适量固体，调节溶液pH=8，将三颈烧瓶组装为水蒸气蒸馏装置（如图2），B中产生的水蒸气通入A中，进行水蒸气蒸馏。.向A中残留液加入少量活性炭，煮沸数分钟，趁热过滤。在搅拌下往热滤液中小心加入浓盐酸至pH=3，冷却，待结晶完全后，抽滤，以少量冷水洗涤，干燥，收集到粗产品3.0g。回答下列问题：（1）步骤中所用仪器需要干燥，且需用新蒸馏过的苯甲醛和乙酸酐，保证不含水分，原因是_。（2）步骤中空气冷凝管的作用为_，三颈烧瓶中反应初期有大量泡沫产生，原因是有气体生成。（3）步骤中加入碳酸钾调节溶液pH=8，此时溶液中盐类物质除肉桂酸钾外，还有_；进行水蒸气蒸馏至_为止，说明三颈烧瓶中苯甲醛已被完全蒸出。（4）步骤中趁热过滤的目的是_，洗涤时用少量冷水的原因是_。（5）本实验的粗产品产率约为_（保留2位有效数字），要将粗产品进一步提纯，可用_作溶剂进行重结晶。2.环己酮可作为涂料和油漆的溶剂。在实验室中以环己醇为原料制备环己酮（）。已知：环己醇、环己酮、水和苯的部分物理性质（括号中的沸点数据表示该有机物与水形成的具有固定组成的恒沸混合物的沸点）如下：物质沸点/（，1atm）密度/溶解性环己醇161.1（97.8）0.96能溶于水环己酮155.6（95）0.94微溶于水水100.00.998苯80.1（69）0.88难溶于水回答下列问题：（1）酸化时不能选用盐酸，原因是_（用离子方程式表示）。（2）该制备反应很剧烈，且放出大量的热。为控制反应体系温度在5560范围内，可采取的措施一是加热方式选用_，二是在加入反应物时将_（填化学式）缓慢滴加到另一份试剂中。（3）制备反应完成后，向混合物中加入适量水，蒸馏，收集95100的馏分，得到主要含环已酮和水的混合物。先加入适量水然后蒸馏而非直接蒸馏，原因是_。（4）环己酮的提纯过程为在馏分中加NaCl固体至饱和，静置，分液；加NaCl的目的是_。加入无水块状固体；目的是_。_（填操作名称）后进行蒸馏，收集151156的馏分。（5）合成环己酮缩乙二醇的原理为该反应正向进行的程度较小，实验室常使用如图所示装置（夹持、加热装置已略去）提高产物的产率。下列说法正确的是_（填字母）。A.管口A是冷凝水的出水口B.苯可将反应产生的水及时带出C.工作一段时间后，当苯即将流回烧瓶中时，必须将分水器中的水和苯放出D.工作一段时间后，苯可在烧瓶与分水器中循环流动3.正丁醚可用作分离稀土元素的溶剂。实验制备正丁醚过程有如下步骤：A中加入几粒沸石，向分水器中加满水后放掉约1.7mL水。微热烧瓶至微沸，维持反应约1.5小时，至反应比较完全A中加入2.5mL浓硫酸A中加入15mL正丁醇粗产物依次用20mL水、10 mL NaOH溶液和20mL水洗涤，分液后加入约3g无水氯化钙颗粒，静置一段时间后弃去氯化钙蒸馏，收集馏分待A中液体冷却后将其缓慢倒入盛有25mL水的分液漏斗中，振摇后静置，分液。已知有关信息如表：名称相对分子质量颜色形态密度（）熔点/沸点/水溶性正丁醇74.12无色液体0.8089-89.53117.25溶正丁醚130.23无色液体0.773-97.90142.4不溶浓硫酸98.08无色液体1.810.36338互溶放热（1）该实验正确的操作顺序为_（填序号）；B仪器的名称是_。（2）生成正丁醚的化学反应方程式为_。（3）中最后一次水洗的目的是_。加热蒸馏时应收集_（填字母）左右的馏分。a.100b.117c.135d.142（4）反应开始回流时，因为有恒沸物的存在，温度不可能马上达到135，但随着水被蒸出，温度逐渐升高，最后达到135以上，即应停止加热。升温过快可能造成的后果是_（答一条即可）。（5）判断反应已经完成的依据是_。4.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/157159-72-74135138相对密度/1.441.101.35相对分子质量138102180实验过程：在100mL锥形瓶中加入水杨酸6.9g及醋酸酐10L，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。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。所得结晶粗品加入50L饱和碳酸氢钠溶液，溶解、过滤。滤液用浓盐酸酸化后冷却、过滤得固体。固体经纯化得白色的乙酰水杨酸晶体5.4g。回答下列问题：（1）该合成反应中应采用_（填标号）加热。A.热水浴B.酒精灯C.煤气灯D.电炉（2）下列玻璃仪器中，中需使用的有_（填标号），不需使用的有_（填名称）。（3）中需使用冷水，目的是_。（4）中饱和碳酸氢钠的作用是_，以便过滤除去难溶杂质。（5）采用的纯化方法为_。（6）本实验的产率是_%。5.正丁醚常用作有机合成反应的溶剂，某实验小组利用如下装置（夹持和加热装置均省略）合成正丁醚，其反应原理如下：反应物和产物的相关数据如下表：化合物名称密度（g·mL-1）熔点（）沸点（）水中溶解性正丁醇0.810-89.8118.0微溶正丁醚0.769-95.3142.0不溶于水备注：正丁醚微溶于饱和氯化钙溶液实验步骤：将14.80g正丁醇、2.5 mL浓硫酸加入两口烧瓶中，再加入几粒碎瓷片，摇匀；装好分水器和温度计；控制反应温度在134136之间，回流1.5h；将分水器中的下层水层从下口放出，上层液体倒回两口烧瓶中；将反应液冷却到室温后倒入盛有25 mL水的分液漏斗中，经过分离、洗涤后再分离提纯，收集称重得正丁醚7.15g。回答下列问题：（1）实验中冷凝管的进水口为_（填“a”或“b”）。（2）在该实验中，两口烧瓶的容积最适合的是 （填标号）。A. 200mL B. 150mL C.100mL D. 50mL （3）实验中，温度过高则发生分子内脱水生成烃类化合物，写出生成烃类化合物反应的化学方程式： （4）反应液冷却到室温后倒入盛有25mL水的分液漏斗中，振荡、静置，得到有机层是从分液漏斗_（填“上口”或“下口”）流出（5）有机层粗产物需依次用水洗、氢氧化钠溶液洗涤、水洗和饱和氯化钙溶液洗涤。用氢氧化钠溶液洗涤的目的是_（6）洗涤完成后，通过以下操作分离提纯产物，正确的操作顺序是_（填标号）A. 蒸馏 B. 加入无水CaCl2 C. 过滤（7）本实验所得正丁醚的产率为_6.某化学兴趣小组在实验室中用苯甲醛制备苯甲醇和苯甲酸。有关物质的性质如表所示：苯甲醛微溶于水，易溶于有机溶剂；易被空气氧化；与饱和溶液反应产生沉淀苯甲醇沸点为205.3 ；微溶于水，易溶于醇、醚等苯甲酸熔点为121.7 ，沸点为249 ；微溶于水乙醚沸点为34.8 ；难溶于水；易燃烧，当空气中含量为1.83%48.0%时易发生爆炸已知：回答下列问题：(1)向图1所示装置(夹持及加热装置已略去)中加入少量NaOH和水，搅拌溶解，稍冷，加入新蒸过的苯甲醛，开启搅拌器，加热回流。长久放置的苯甲醛中易含有_(写结构简式)杂质。写出三颈烧瓶内发生反应的化学方程式_。(2)停止加热，从球形冷凝管上口缓缓加入冷水，摇动，冷却后将液体倒入分液漏斗，用乙醚萃取三次，水层保留待用。合并三次萃取液，依次用饱和溶液、溶液、水洗涤。用饱和亚硫酸氢钠溶液洗涤的目的是_，而用碳酸钠溶液洗涤可除去醚层中极少量的苯甲酸。(3)将洗涤后的醚层倒入干燥的锥形瓶内，加入无水后再加上瓶塞，静置一段时间后，将锥形瓶中溶液转入图2所示蒸馏装置中，缓缓加热，蒸馏除去乙醚。当温度升到140 时改用空气冷凝管，收集198 206 的馏分。锥形瓶上加塞子的目的是_；无水硫酸镁的作用是_。蒸馏除去乙醚的过程中宜采用的加热方式为_；收集的198 206 的馏分为_(写名称)。(4)将萃取后的水层慢慢地加入到盛有盐酸的烧杯中，同时用玻璃棒搅拌，析出白色固体。冷却、过滤，得到粗苯甲酸产品，然后提纯得到较纯净的产品。将苯甲酸粗产品提纯所用的实验方法为_。(5)图1和图2装置中都用了冷凝管，下列说法正确的是_(填选项序号)。a两种冷凝管冷凝效果相同，本实验中可以互换使用b直形冷凝管一般在用蒸馏法分离物质时使用c两种冷凝管的冷凝水进出方向都为“高(处)进低(处)出”d球形冷凝管能冷凝回流反应物而减少其蒸发流失，使反应更彻底7.三苯甲醇是一种重要有机合成中间体，可以通过下列原理进行合成：已知：a.格氏试剂（RMgBr）性质活泼，可与水、卤代烃、醛、酮等物质反应。b.ROMgBr可发生水解。c.几种物质的物理性质如表：物质相对分子质量沸点（）溶解性乙醚7434.6微溶于水溴苯157156.2（92.8*）难溶于水的液体，溶于乙醚二苯酮182305.4难溶于水的晶体，溶于乙醚三苯甲醇260380.0难溶于水的晶体，溶于乙醇、乙醚*括号中的数据表示该有机物与水形成的具有固定组成的混合物的共沸点.实验准备：如图1所示，三颈烧瓶中加入1.5g镁屑，滴液漏斗中加入25.0mL无水乙醚和7.0mL溴苯（约0.065mol）的混合液，启动搅拌器。.实验步骤：请从选项ai中选择必要的实验步骤并按操作排序：_i_h。a.将滴液漏斗中的混合液一次性加入三颈烧瓶中b.先加混合液入三颈烧瓶，开始反应，再逐滴加入余下的混合液c.采用水蒸气蒸馏如图2，除去溴苯d.低温蒸馏，分离出乙醚并回收利用e.慢慢滴加30.0mL饱和氯化铵溶液f.剩余混合物过滤得到粗产品g.剩余混合物分液得到粗产品h.重结晶提纯i.充分反应后，将三颈烧瓶置于冰水浴中，滴加11.0g二苯酮（0.06mol）和25.0mL无水乙醚混合液，水浴回流60min请回答：（1）仪器A的名称是_，它的作用是_。（2）请将实验步骤填完整_i_h。（3）实验中不用蒸馏水，而用饱和溶液的原因_。（4）水蒸气蒸馏能除去溴苯的原因是_。（5）下列说法的是_。A.水蒸气蒸馏结束时，粗产品应在图2的甲装置中B.水蒸气蒸馏时若出现堵塞，应先撤去热源，再打开活塞KC.得到的粗产品中可能还有少量氯化铵，可选择蒸馏水洗涤D.重结晶是将粗产品溶于乙醚后，慢慢滴加水，得到颗粒较细的晶体（6）产率计算：经重结晶得到的产品干燥后为10.0g，请计算三苯甲醇的产率是_（保留两位有效数字）。8.乙酸乙酯是一种重要的化工原料，请针对乙酸乙酯的制备实验回答下列问题：（1）某化学小组用图1装置探究无机盐催化酯化反应的效果。经充分反应测得实验数据，并查得相关信息如下：无机盐用量/mmol酯层厚度/cm无机盐用量/mmol酯层厚度/cm12.112.133.232.453.552.43030实验结果表明比作催化剂产率相对较高，其可能原因是_（填标号）。a.催化剂选择性不同b.阴离子对反应的阻碍作用不同c.催化剂用量不同根据图2和图3写出作催化剂时决速反应的化学方程式：_。（2）精制乙酸乙酯实验的相关信息如下：部分实验数据如下表所示：原料熔点/沸点/实验用量/mL密度（g·cm-3）冰醋酸16.7118101.0595%乙醇-117.378.4160.8浓硫酸10.53385.61.84饱和碳酸钠溶液16.7饱和氯化钠溶液20.8饱和氯化钙溶液13.8硫酸镁固体适量实验步骤如下：用图4装置制备乙酸乙酯。用图5装置蒸馏出产品。洗涤：a.用饱和碳酸钠溶液洗涤，用pH试纸测得产品pH约为7；b.用饱和氯化钠溶液洗涤；c.用饱和氯化钙溶液洗涤。产品加入适量硫酸镁固体充分振荡，静置、过滤。用图5装置蒸馏滤液，收集7378的馏分。称重产品为8.02g。回答下列问题：.图4中仪器C的作用是_，图5中仪器D的名称是_。.三次洗涤均用饱和溶液的原因是_，ac操作间缺少操作b洗涤可能造成的结果是_，洗涤在_（填仪器名称）进行，其具体操作为振荡和_，反复几次然后静置。.已知冰醋酸、乙醇和乙酸乙酯相对分子质量分别为60、46和88，则该实验产率为_%（保留四位有效数字）。答案以及解析1.答案：（1）防止乙酸酐与水反应被消耗，使产率降低（2）冷凝回流苯甲醛和乙酸酐，提高这两种原料的利用率；（3）乙酸钾；馏出液无油珠（4）防止肉桂酸盐析出，降低产率；降低肉桂酸的溶解度，减少损失，提高产率（5）68%；水2.答案：（1）（2）水浴（加热）；（3）使环己醇溶于水中，同时使环己酮与水形成恒沸混合物被蒸馏出来，减少能耗（4）增大水层的密度，便于分层；除去有机物中的少量水（或干燥）；过滤（5）BD解析：（2）为控制反应体系温度在5560范围内，可采取的措施一是水浴加热；由于酸性具有强氧化性，反应很剧烈，且放出大量的热，故在加入反应物时将缓慢滴加到另一份试剂中。（5）冷凝水应“下口进上口出”，则管口A是冷凝水的进水口，A错误；苯易挥发，可将反应产生的水及时带出，促进反应正向进行，B正确；使用分水器是为了及时分离出产物水，使化学平衡正向移动，提高产率，C错误；工作一段时间后，苯可在烧瓶与分水器中循环流动，D正确。3.答案：（1）；球形冷凝管（2）（3）洗去氢氧化钠等水溶性杂质；d（4）发生副反应生成1-丁烯，脱水炭化，正丁醇损失（5）分水器中水面不再升高，或者分水器中充满水，或者温度计示数发生显著变化解析：该实验利用正丁醇制备正丁醚，浓硫酸是催化剂和吸水剂m因此应先向A中加入15mL正丁醇，再加入2.5mL浓硫酸，加入几粒沸石，防止暴沸，向分水器中加满水后放掉约1.7mL水，微热烧瓶至微沸，维持反应约1.5小时，至反应比较完全，待反应后的液体冷却后将其缓慢倒入盛有25mL水的分液漏斗中，振摇后静置，分液得到粗产物，将粗产物依次用20mL水、10mLNaOH溶液和20mL水洗涤，分液后加入约3g无水氯化钙颗粒，静置一段时间后弃去氯化钙，以除去水，剩余液体蒸馏，正丁醚的沸点为142.4，则收集142左右的馏分，即可得到正丁醚。（5）根据可知，反应过程中有水生成，当分水器中水面不再升高，或者分水器中充满水，或者温度计示数发生显著变化时，证明反应完全。4.答案：（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解析：（1）由题给信息“维持瓶内温度在70左右”可知，该反应中应采用热水浴加热。（2）中涉及过滤操作，需要用到题给玻璃仪器中的烧杯、漏斗，不需要使用题给玻璃仪器中的分液漏斗和容量瓶。（3）乙酰水杨酸在低温下溶解度较小，使用冷水有利于充分析出乙酰水杨酸固体。（4）加入的饱和碳酸氢钠与乙酰水杨酸反应，生成可溶性的乙酰水杨酸钠，易与不溶性的物质分离。（5）可用重结晶的方法纯化得到乙酰水杨酸晶体。（6）由表中及题给数据分析可知，加入的水杨酸少量，6.9g水杨酸的物质的量为0.05mol，由方程式可知1mol水杨酸与过量醋酸酐反应生成1mol乙酰水杨酸，则0.05mol水杨酸参与反应理论上应得到0.05mol乙酰水杨酸，其质量为，产率为。5.答案：（1）b （2）D （3） （4）上口 （5）除去多余的硫酸 （6）BCA （7）55%解析：（1）为了充分冷凝，常采用逆流原理，使物质充分降温，则在实验中冷凝水应该是下进上出，即冷却水的进水口为b；（2）14.80g正丁醇的体积，同时加入浓硫酸体积是2.5mL，则混合溶液总体积，液体体积应该占烧瓶容积的，则烧瓶容积应该为50mL，故合理选项是D；（3）正丁醇与浓硫酸混合加热，发生消去反应产生1-丁烯和水，反应的化学方程式为；（4）正丁醇与浓硫酸混合加热发生取代反应产生的正丁醚是不溶于水的物质，其密度比水小，因此该是与水互不相溶，有机物在上层，所以使用分液漏斗分离时要先将下层水层液体物质从下口放出后，再从分液漏斗的上口倒出；（5）有机层粗产物需依次用水洗、氢氧化钠溶液洗涤、水洗和饱和氯化钙溶液洗涤。其中用氢氧化钠溶液洗涤的目的是除去多余的催化剂硫酸；（6）洗涤完成后，先加入无水进行干燥除水，然后过滤除去结晶水合物及过量的无水，真后蒸馏收集142.0馏分，就得到纯净正丁醚，故合理操作顺序是BCA。6.答案：(1) ；(2)除去未反应的苯甲醛(3)防止乙醚挥发到空气中引起爆炸；除去醚层中的水；水浴加热；苯甲醇(4)重结晶(5)bd解析：(1)长久放置的苯甲醛会被空气氧化为苯甲酸。结合已知信息，可写出三颈烧瓶中发生反应的化学方程式为：。(2)根据题表中信息知苯甲醛与饱和溶液反应产生沉淀，则可知用饱和亚硫酸氢钠溶液洗涤的目的是除去未反应的苯甲醛。(3)乙醚易挥发，锥形瓶上加塞子的目的是防止乙醚挥发到空气中引起爆炸。无水硫酸镁的作用是除去醚层中的水。乙醚沸点较低，用水浴加热可平缓蒸出乙醚。198 206 接近苯甲醇的沸点，所以198 206 的馏分为苯甲醇。(4)将苯甲酸粗产品提纯所用的方法是重结晶。(5)a项，两种冷凝管冷凝效果不相同，球形冷凝管的冷凝效果更好，错误。b项，直形冷凝管一般在用蒸馏法分离物质时使用，正确。c项，两种冷凝管的冷凝水进出方向应均为“高(处)出低(处)进”，这样冷凝效果才好，错误。d项，球形冷凝管能冷凝回流反应物而减少其蒸发流失，使反应更彻底，正确。7.答案：（1）干燥管；防止空气中的水蒸气进入三颈烧瓶 （2）（b）i（e）（d）（c）（f）h（3）能促进水解产生三苯甲醇，且不产生难溶于水的Mg（OH）Br杂质（4）溴苯与水92.8能形成共沸物逸出（5）BD（6）0.64（或64%）解析：本实验的目的是制备三苯甲醇，首先利用溴苯与镁屑无水乙醚中反应制取格氏试剂，之后加入二苯酮反应得到，然后加入饱和氯化铵溶液，促进水解产生三苯甲醇。（1）根据仪器A的结构特点可知其为干燥管，格氏试剂、ROMgBr都会与水反应，所以制备过程要保持干燥，所以装置A的作用是防止空气中的水蒸气进入三颈烧瓶；（2）为了提高反应效率，提高原料利用率，所以先加混合液入三颈烧瓶，开始反应，再逐滴加入余下的混合液，反应得到格氏试剂；充分反应后，将三颈烧瓶置于冰水浴中，滴加11.0g二苯酮（0.06mol）和25.0mL无水乙醚混合液，水浴回流60min，得到，之后慢慢滴加30.0mL饱和氯化铵溶液，促进水解产生三苯甲醇，然后低温蒸馏，分离出乙醚并回收利用，此时还有未反应的溴苯液体，可以采用水蒸气蒸馏如图2，除去溴苯，剩余混合物过滤得到粗产品，然后重结晶提纯，顺序为biedcfh；（3）饱和氯化铵溶液显酸性，能促进水解产生三苯甲醇，且不产生难溶于水的Mg（OH）Br杂质；（4）根据题目所给信息可知溴苯与水92.8能形成共沸物逸出，所以水蒸气蒸馏能除去溴苯；（5）A.三苯甲醇为难溶于水的晶体，所以水蒸气带走溴苯后，粗产品留在甲装置中，A正确；B.为防止发生倒吸，应先打开活塞K再撤去热源，B错误；C.由于加入了饱和氯化铵促进水解，所以粗产品中可能还有少量氯化铵，氯化铵易溶于水，而三苯甲醇难溶于水，故可以用蒸馏水洗涤，C正确；D.乙醚与水并不互溶，粗产品溶于乙醚后，加水并不能使其析出，应选用乙醇溶解粗产品，然后加水，D错误；综上所述答案为BD。（6）所用Mg的物质的量为=0.0625mol，所用溴苯为0.065mol，二苯酮为0.06mol，所以理论上可以制取0.06mol三苯甲醇，产率为×100%=64%。8.答案：（1）a或（2）.冷凝回流; 冷凝管.减少酯的溶解损失; 产生絮状碳酸钙沉淀，增加去除难度; 分液漏斗; 放气.52.08学科网（北京）股份有限公司