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1、高考化学大题专项复习有机物制备类实验题2020 年高考化学大题专项复习：有机物制备类实验题1苯胺是重要的化工原料。某兴趣小组在实验室里进行苯胺的相关实验。已知：和 NH3 相似，与盐酸反应生成易溶于水的盐用硝基苯制取苯胺的反应原理：+3Sn+12HCl +3SnCl4+4H2O有关物质的部分物理性质见下表：I比较苯胺与氨气的性质（1）将分别蘸有浓氨水和浓盐酸的玻璃棒靠近，产生白烟，反应的化学方程式为 ；用苯胺代替浓氨水重复上述实验，却观察不到白烟，原因是 。.制备苯胺往图 1 所示装置（夹持装置略，下同）的冷凝管口分批加入 20mL 浓盐酸（过量），置于热水浴中回流 20min，使硝基苯充分还

2、原；冷却后，往三颈烧瓶中滴入一定量 50% NaOH 溶液，至溶液呈碱性。（2）冷凝管的进水口是_（填“a”或“b”）；（3）滴加 NaOH 溶液的主要目的是析出苯胺，反应的离子方程式为 。提取苯胺i取出图 1 所示装置中的三颈烧瓶，改装为图 2 所示装置。加热装置 A 产生水蒸气，烧瓶 C 中收集到苯胺与水的混合物；分离混合物得到粗苯胺和水溶液。ii往所得水溶液中加入氯化钠固体，使溶液达到饱和状态，再用乙醚萃取，得到乙醚萃取液。iii合并粗苯胺和乙醚萃取液，用 NaOH 固体干燥，蒸馏后得到苯胺 2.79g。（4）装置 B 无需用到温度计，理由是 。（5）操作 i 中，为了分离混合物，取出烧

3、瓶 C 前，应先打开止水夹 d，再停止加热，理由是 。（6）该实验中苯胺的产率为 。（7）欲在不加热条件下除去苯胺中的少量硝基苯杂质，简述实验方案：_。【答案】（1）NH3+HCl=NH4Cl 苯胺沸点较高，不易挥发（2）b（3）C6H5NH3+OH- C6H5NH2+H2O（4）蒸出物为混合物，无需控制温度（5）防止 B 中液体倒吸（6）60.0%（7）加入稀盐酸，分液除去硝基苯，再加入氢氧化钠溶液，分液去水层后，加入 NaOH 固体干燥、过滤【解析】制备苯胺：向硝基苯和锡粉混合物中分批加入过量的盐酸，可生成苯胺，分批加入盐酸可以防止反应太剧烈，减少因挥发而造成的损失，且过量的盐酸可以和苯胺

4、反应生成C6H5NH3Cl，之后再加入 NaOH 与 C6H5NH3Cl 反应生成苯胺。（1）将分别蘸有浓氨水和浓盐酸的玻璃棒靠近，因为两者都有挥发性，在空气中相遇时反应生成 NH4Cl 白色固体，故产生白烟方程式为 NH3+HCl=NH4Cl；依据表中信息，苯胺沸点较高(184)，不易挥发，因此用苯胺代替浓氨水，观察不到白烟；（2）图中球形冷凝管的水流方向应为“下进上出”即“b 进 a 出”，才能保证冷凝管内充满冷却水，获得充分冷凝的效果；（3）过量浓盐酸与苯胺反应生成 C6H5NH3Cl，使制取反应正向移动，充分反应后加入NaOH 溶液使 C6H5NH3Cl 生成 C6H5NH2，离子反应

5、方程式为 C6H5NH3+OH-=C6H5NH2+H2O；（4）由于蒸出物为水和苯胺的混合物，故无需控制温度；（5）水蒸气蒸馏装置中，虽然有玻璃管平衡气压，但是在实际操作时，装置内的气压仍然大于外界大气压，这样水蒸气才能进入三颈烧瓶中；所以，水蒸气蒸馏结束后，在取出烧瓶 C 前，必须先打开止水夹 d，再停止加热，防止装置内压强突然减小引起倒吸；（6）已知硝基苯的用量为 5.0mL，密度为 1.23g/cm3，则硝基苯的质量为 6.15g，则硝基苯的物质的量为1263.g1/5mgol =0.05mol ，根据反应方程式可知理论生成的苯胺为 0.05mol，理论质量为93g/mol 0.05mo

6、l=4.65g，实际质量为 2.79g，所以产率为 24.7695gg 100%= 60.0%；（7）“不加热”即排除了用蒸馏的方法除杂，苯胺能与 HCl 溶液反应，生成可溶于水的 C6H5NH3Cl 而硝基苯则不能与 HCl 溶液反应，且不溶于水。所以可在混合物中先加入足量盐酸，经分液除去硝基苯，再往水溶液中加 NaOH 溶液析出苯胺，分液后用 NaOH 固体干燥苯胺中还含有的少量水分，滤去 NaOH 固体，即可得较纯净的苯胺。【点睛】水蒸气蒸馏是在难溶或不溶于水的有机物中通入水蒸气共热，使有机物随水蒸气一起蒸馏出来，是分离和提纯有机化合物的常用方法。2实验室合成苯甲酸的原理、有关数据及装置

7、示意图如图：名称性状熔点/沸点/密度（g/mL)水溶性甲苯无色易挥发液体95110.60.8669不溶苯甲酸白色晶体112.42481.2659微溶苯甲酸在水中的溶解度表：温度/255095溶解度/g0.3440.8496.8某学习小组在实验室制备、分离、提纯苯甲酸，步骤如下：（1）制备苯甲酸在三颈瓶中加入甲苯、水和沸石，搅拌并加热至沸腾，然后加入过量高锰酸钾，继续搅拌约 45h，直到甲苯层几乎近于消失、回流液不再出现油珠，停止加热和搅拌，静置。（2）分离提纯在反应混合物中加入一定量草酸(H2C2O4)充分反应，过滤、洗涤，将滤液放在冰水浴中冷却，然后用浓盐酸酸化，减压过滤，再用少量冷水洗涤，

8、干燥，得到粗产品。请回答下列问题：（1）装置 a 的名称是，其作用为。（2）甲苯被高锰酸钾氧化的原理如下，请完成并配平该化学方程式。_+ _KMnO4_+_MnO2+_H2O+_（3）分离提纯过程中为了除去过量的 KMnO4，加入一种二元弱酸草酸，反应过程中有碳酸氢盐和无色气体生成。请用离子方程式表示反应原理 。（4）产品减压过滤时用冷水洗涤的原因是 。（5）选用下列 操作，可以将粗产品进一步提纯(选填字母)。A.溶于水后过滤 B.溶于乙醇后蒸馏 C.用甲苯萃取后分液 D.升华（6）以酚酞为指示剂，用标准浓度 KOH 溶液滴定苯甲酸的乙醇溶液，可测定产品纯度，滴定终点的现象是_。【答案】（1）

9、球形冷凝管 冷凝回流，防止甲苯的挥发而降低产品产率（2）1 2 1 2 1 1 KOH（3）2MnO4-+3H2C2O4=2MnO2+2HCO3-+4CO2+2H2O（4）苯甲酸在冷水中的溶解度较小，用冷水洗涤可以减少产品的损失（5）D（6）溶液由无色变浅红色，且半分钟不褪色【解析】（1）苯甲酸是易燃易挥发的液体，甲苯液体加热至沸腾时甲苯挥发降低其利用率，故需用装置 a（球形冷凝管）将甲苯蒸汽冷凝回流，防止甲苯的挥发而降低产品产率；（2）根据氧化还原反应的原理可配平该化学方程式：+2KMnO4+2MnO2+H2O+KOH；（3）H2C2O4具有还原性，可将过量的 KMnO4还原为 MnO2而过

10、滤除去，H2C2O4被 KMnO4 氧化为 KHCO3 和 CO2，根据氧化还原反应的原理可得反应的离子方程式为：2MnO4-+3H2C2O4=2MnO2+2HCO3-+4CO2+2H2O ；（4）由表中苯甲酸在水中的溶解度表可知，苯甲酸在冷水中的溶解度较小，将苯甲酸晶体用冷水洗涤可以减少产品的损失；（5）由表中苯甲酸的性质可知，苯甲酸在 100左右升华，KCl 的熔沸点很高，不升华，所以提纯含有氯化钾的苯甲酸可以采用升华的方法得到较纯的苯甲酸；（6）向苯甲酸的乙醇溶液中滴加酚酞，溶液无色，用标准浓度 KOH 溶液滴定，当溶液呈浅红色且半分钟内不褪色时，说明达到滴定终点。3芳香酸是分子中羧基与

11、苯环直接相连的一类有机物，通常用芳香烃的氧化来制备。反应原理如下： +2KMnO +KOH+2MnO2+H2O+HCl +KCl反应试剂、产物的物理常数：名称M性状熔点（）沸点（）密度（g/cm3）水中的溶解性甲苯92无色液体易燃易挥发-95110.60.8669不溶苯甲酸122白色片状或针状晶体122.42481.2659微溶主要实验装置和流程如图：实验方法：一定量的甲苯和 KMnO4 溶液加入图 1 装置中，在 90时，反应一段时间后，停止反应，按如图流程分离出苯甲酸并回收未反应的甲苯。（2）下列关于仪器的组装或者使用正确的是 。A.抽滤可以加快过滤速度，得到较干燥的沉淀B.安装电动搅拌器

12、时，搅拌器下端不能与三颈烧瓶底、温度计等接触C.如图回流搅拌装置应采用直接加热的方法D.冷凝管中水的流向是上进下出（3）除去残留在苯甲酸中的甲苯应先加入_，分液，然后再向水层中加入_，抽滤，洗涤，干燥即可得到苯甲酸。（4）纯度测定：称取 2.440g 产品，配成 100mL 溶液，取其中 25.00mL 溶液，进行滴定，消耗 KOH 物质的量为 4.510-3mol。产品中苯甲酸质量分数为_。【答案】（1）C7H6O2 蒸馏（2）AB（3）NaOH 溶液 硫酸或浓盐酸酸化（4）90%【解析】一定量的甲苯和适量的 KMnO4 溶液在 90反应一段时间后停止反应，按如图流程分离出苯甲酸和回收未反应

13、的甲苯，苯甲酸能溶于水，甲苯不溶于水，互不相溶的液体采用分液方法分离，根据实验目的知，从而得到有机层和水层，有机层中含有甲苯、水层中含有苯甲酸，有机层中的甲苯采用蒸馏方法得到无色液体 A，A 是甲苯，将水层盐酸酸化再蒸发浓缩，根据苯甲酸的溶解度知，得到的固体 B 是苯甲酸。（1）白色固体 B 中主要成分是苯甲酸，分子式为 C7H6O2；有机层中物质互溶且沸点不同，所以可以采用蒸馏方法分离，则操作为蒸馏，故答案为：C7H6O2；蒸馏；（2）A抽滤时，瓶中压强较小，可以加快过滤速度，得到较干燥的沉淀，故 A 正确；B为了防止搅拌棒下端打坏三颈烧瓶底或温度计，因此不能与它们接触，所以在搅拌时，搅拌棒

14、下端不能与三颈烧瓶底、温度计等接触，故 B 正确； C沸水浴加热便于控制温度和使容器受热均匀，图 1 回流搅拌装置应采用水浴加热的方法，故 C 错误；D冷凝管中水的流向与蒸汽的流向相反，则冷凝管中水的流向是下进上出，故 D 错误；故答案为：AB；（3）除去残留在苯甲酸中的甲苯应先加入 NaOH 溶液，甲苯与 NaOH 不反应，苯甲酸与 NaOH 反应生成苯甲酸钠，分液，然后再向水层中加入硫酸或浓盐酸酸化，抽滤，洗涤，干燥即可得到苯甲酸。故答案为：NaOH 溶液；硫酸或浓盐酸酸化；（4）设苯甲酸的物质的量浓度为 x mol/L，则 25mL 苯甲酸溶液中苯甲酸的物质的量为0.025xmol，C6

15、H5COOH +KOH C6H5COOK+H2O 1mol 1mol 0.025xmol 4.50 10-3mol1mol：1mol=0.025xmol：4.5010-3mol x= 4.5 10 3 =0.18，0.025则 100mL 苯甲酸中苯甲酸的质量=0.18molL10.1L122gmol1=2.196g，其质量分数= 100%=90%，故答案为：90%。【点睛】本题考查了实验方案设计、混合物的分离和提纯，侧重考查分析问题能力、计算能力，明确物质的性质是解本题关键，知道根据物质的性质选取合适的分离方法，难点（4）产品中苯甲酸质量分数计算，根据中和滴定原理计算。 4正丁醚可作许多有机

16、物的溶剂及萃取剂 ，常用于电子级清洗剂及用于有机合成 。实验室用正丁醇与浓 H2SO4 反应制取，实验装置如右图，加热与夹持装置略去。反应原理与有关数据：反应原理： 2C4H9OH 浓 H2 SO4 C4H9OC4H9+H2O 副反应：C4H9OHC2H5CH=CH2+H2O物质相对分子质量熔点/沸点/溶解性水50%硫酸其它正丁醇74-89.8117.7微溶易溶二者互溶正丁醚130-98142.4不溶微溶实验步骤如下：在二口烧瓶中加入 0.34mol 正丁醇和 4.5mL 浓 H2SO4,再加两小粒沸石，摇匀。加热搅拌，温度上升至 100ll0开始反应。随着反应的进行，反应中产生的水经冷凝后收

17、集在水分离器的下层，上层有机物至水分离器支管时，即可返回烧瓶。加热至反应完成。将反应液冷却，依次用水、50%硫酸洗涤、水洗涤，再用无水氯化钙干燥，过滤，蒸馏，得正丁醚的质量为 Wg。请回答：（1）制备正丁醚的反应类型是_，仪器 a 的名称是_。（2）步骤中药品的添加顺序是，先加_（填“正丁醇”或“浓 H2SO4”），沸石的作用是_。（3）步骤中为减少副反应，加热温度应不超过_为宜。使用水分离器不断分离出水的目的是_。如何判断反应已经完成？当时，表明反应完成，即可停止实验。（4）步骤中用 50%硫酸洗涤的目的是为了除去_。本实验中，正丁醚的产率为_（列出含 W 的表达式即可）。【答案】（1）取代

18、反应 （直形）冷凝管（2）正丁醇 防暴沸或防止反应液剧烈沸腾（3）135 提高正丁醚的产率或正丁醇的转化率分水器中水（或有机物）的量（或液面）不再变化 （4）正丁醇 W 100%0.17 130【解析】根据反应方程式 2C4H9OH 浓 H2 SO4 C4H9OC4H9+H2O，分析得到制备正丁醚的反应类型是取代反应，根据图中装置得出仪器 a 的名称是(直形)冷凝管；故答案为：取代反应；(直形)冷凝管。步骤中药品的添加顺序是，根据溶液的稀释，密度大的加到密度小的液体中，因此先加正丁醇，烧瓶中是液体与液体加热，因此沸石的作用是防暴沸或防止反应液剧烈沸腾；故答案为：正丁醇；防暴沸或防止反应液剧烈沸

19、腾。根据题中信息，生成副反应在温度大于 135，因此步骤中为减少副反应，加热温度应不超过 135为宜。该反应是可逆反应，分离出水，有利于平衡向正反应方向移动，因此使用水分离器不断分离出水的目的是提高正丁醚的产率或正丁醇的转化率。水分离器中水的量不断增加，当水分离器中水量不再增加时或则有机物的量不再变化时，表明反应完成，即可停止实验；故答案为：135；提高正丁醚的产率或正丁醇的转化率；分水器中水(或有机物)的量(或液面)不再变化。根据题中信息正丁醇易溶于 50%硫酸，正丁醚微溶于 50%硫酸，因此步骤中用 50% 硫酸洗涤的目的是为了除去正丁醇。根据 2C4H9OH 浓 H2 SO4 C4H9O

20、C4H9+H2O 理论得到 C4H9OC4H9 物质的量为 0.17mol，则正丁醚的产率为 Wg130g mol 1 100% 0.17W 130 100% ；故答案为：正丁醇； 0.17W 130 100% 。0.17mol5丙烯酸酯类物质广泛用于建筑、包装材料等，丙烯酸是合成丙烯酸酯的原料之一。丙烯醇可用于生产甘油、塑料等。以丙烯醛为原料生产丙烯醇、丙烯酸的流程如图所示：已知：2CH2=CH-CHO+NaOH CH2=CHCH2OH+CH2=CHCOONa2CH2=CHOONa+H2SO42CH2=CHCOOH+Na2SO4有关物质的相关性质如表：物质丙烯醛丙烯醇丙烯酸四氯化碳沸点/53

21、9714177熔点/- 87- 12913-22.8密度/gmL-30.840.851.021.58溶解性(常温)易溶于水和有机溶剂溶于水和有机溶剂溶于水和有机溶剂难溶于水（1）操作需要连续加热 30min，所用装置如图所示。仪器 L 名称是_。（2）操作使用的主要仪器是分液漏斗，在使用之前需进行的操作是 。（3）操作包括_、过滤、冰水洗涤、低温吸干。（4）操作中，加热蒸馏“下层液体”，分离出四氯化碳；再分离出丙烯醇(如图)，要得到丙烯醇应收集 _(填温度)的馏分。图中有一处明显错误，应改为 。（5）测定丙烯醇的摩尔质量：准确量取 amL 丙烯醇于分液漏斗中，烧瓶内盛装足量钠粒。实验前量气管

22、B 中读数为 b mL，当丙烯醇完全反应后，冷却至室温、调平 B、C 液面，量气管 B 的读数为 c mL。已知室温下气体摩尔体积为 VLmol-1。调平 B、C 液面的操作是；实验测得丙烯醇的摩尔质量为_gmol-1(用代数式表示)。如果读数时 C 管液面高于 B 管，测得结果将(填“偏大”“偏小”或“不变”)。【答案】(1) 冷凝管（2）检漏（3）冰水浴冷却结晶（4）97 温度计水银球与蒸馏烧瓶支管口处相齐平（5）上下移动 C 管 425aV 偏大 c b【解析】丙烯醛与氢氧化钠溶液共热生成丙烯醇和丙烯酸钠，加入四氯化碳萃取未反应的丙烯醛和丙烯醇，四氯化碳密度比水大，所以得到的上层液体含有

23、丙烯酸钠，加入硫酸酸化得到丙烯酸溶液，丙烯酸熔点为 13，可用冰水冷却可得到丙烯酸晶体，过滤、冰水洗涤、低温吸干得到丙烯酸；下层液体为含有少量未反应的丙烯醛和生成的丙烯醇的四氯化碳溶液，蒸馏得到丙烯醇。（1）根据 L 的结构特点可知其为球形冷凝管；（2）过程为萃取分液，分液漏斗使用前需要进行检漏；（3）根据分析可知操作包括冰水浴冷却结晶、过滤、冰水洗涤、低温吸干；（4）根据题目信息可知丙烯醇的沸点为 97，所以收集 97的馏分；进行蒸馏时温度计的水银球应与蒸馏烧瓶的支管口处相平；（5）丙烯醇含有羟基可以与钠单质反应生成氢气，通过测定生成的氢气的量来确定丙烯醇的物质的量，从而测定其摩尔质量；记录

24、氢气体积时要注意通过上下移动 C 管使 B、 C 液面高度一致，从而使气体的压强与大气压相同；得到的气体体积为 cmL，室温下气体摩尔体积为 VLmol-1，则生成的氢气物质的量为 c-b 10-3 mol ，丙烯醇分子中含有一个羟基，所以丙烯醇的物质的量为 2 c-b 10-3 mol ，丙V烯醇的密度为 0.85 gmL-3，V则 amL 丙烯醇的质量为 0.85ag，所以丙烯醇的摩尔质量为 0.85ag 425aV 2 c-b 10-3 = c-b g/mol ；若读数时 C 管液面高于 B 管，则 B 中压强要大于大气压，molV导致测得的气体体积偏小，根据计算公式可知会导致计算得到的

25、摩尔质量偏大。【点睛】蒸馏实验中温度计的水银球应与蒸馏烧瓶的支管口处相平，冷凝水从冷凝管的下口进上口出；排水法测量气体体积时一定要保证气体压强和大气压相同，否则无法准确知道气体压强无法进行换算。6某科学研究小组制备硝基苯的实验装置如图所示，相关数据见下表。已知该实验中存在的主要副反应是：在温度稍高的情况下会生成间二硝基苯。物质熔点/沸点/密度/（g cm-3 ）溶解性苯5.5800.88微溶于水硝基苯5.7210.91.205难溶于水间二硝基苯893011.57微溶于水浓硝酸831.4易溶于水浓硫酸3381.84易溶于水实验步骤如下：取 20mL 浓硫酸与足量浓硝酸配制成混合酸，将混合酸小心加

26、入 B 中。取18mL(15.84g) 苯加入 A 中。在室温下，向苯中逐滴加入混合酸，边滴加边搅拌，混合均匀加热，使其在 5060下发生反应，直至反应结束。将反应液冷却至室温后倒入分液漏斗中，依次用少量水、5%NaOH 溶液和水洗涤。在分出的产物中加入无水CaCl2 颗粒，静置片刻，过滤，对滤液进行蒸馏纯化，收集 205210的馏分，得到纯硝基苯18g 。回答下列问题：（1）图中装置C 的作用是 。（2）制备硝基苯的化学反应方程式为 。（3）配制混合酸时，能否将浓硝酸加入到浓硫酸中？_（填“能”或“不能”），说明理由：_ _ _。（4）为了使反应在 50-60 下进行，常采用的加热方法是 。

27、反应结束并冷却至室温后 A 中液体为粗硝基苯，粗硝基苯呈黄色的原因 是 。（5）在洗涤操作中，第二次水洗的目的是 。（6）本实验所得到的硝基苯的产率是 。【答案】（1）冷凝回流（2）+HO-NO2 +H2O（3） 不能 浓硝酸与浓硫酸混合时会放出大量的热，若将浓硝酸加入浓硫酸中，浓硝酸的密度小于浓硫酸，容易导致液体迸溅(4)水浴加热 粗硝基苯中溶有浓硝酸分解产生的 NO2(5)洗去残留的 NaOH 及生成的钠盐(6)72%【解析】（1）由仪器结构特征可知，装置 B 为分液漏斗，装置 C 为冷凝管，苯与浓硝酸都可以挥发，装置 C 起冷凝回流的作用，以提高原料利用率。（2）制备硝基苯的化学反应方程

28、式为+HO-NO2 +H2O。（3）配制混合酸时，不能将浓硝酸加入到浓硫酸中。因为浓硝酸密度小于浓硫酸，且浓硝酸与浓硫酸混合时会放出大量的热，若将浓硝酸加入浓硫酸中，容易导致液体迸溅。（4）反应在 5060下进行，苯及浓硝酸的沸点均低于水的沸点，可以采用水浴加热，受热均匀，且便于控制温度。粗硝基苯呈黄色的原因是粗硝基苯中溶有浓硝酸分解产生的NO2 。（5）先用水洗除去浓硫酸、浓硝酸，再用5%NaOH 溶液除去溶解的少量的酸，最后水洗除去未反应的 NaOH 及生成的钠盐。（6）苯完全反应生成硝基苯的理论产量为15.84g ，故硝基苯的产率为18g (15.84g ) 100% 72% 。7苯甲酸

29、乙酯（C9H10O2 ）的别名为安息香酸乙酯。它是一种无色透明液体，不溶于水，有芳香气味，用于配制香水、香精和人造精油，大量用于食品工业中，也可用作有机合成中间体、溶剂等。其制备方法为：+CH3CH2OH 浓硫酸 +H2O已知：苯甲酸在 100会迅速升华。相关有机物的性质如表所示。名称相对分子质量颜色及状态沸点/密度/（g cm-3 ）苯甲酸122无色鳞片状或针状晶体2491.2659苯甲酸乙酯150无色澄清液体212.61.05乙醇46无色澄清液体78.30.7893环己烷84无色澄清液体80.70.78实验步骤如下：在圆底烧瓶中加入12.20 g 苯甲酸， 25 mL 95% 乙醇（过量），20mL 环己烷以及 4mL 浓硫酸，混合均匀并加入沸石，按如图所示装置装好仪器，控制温度在 6570加热回流