高考实验有机物制备题训练.docx

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高考实验有机物制备题训练

高考实验有机物制备题训练

1．“结晶玫瑰”具有强烈的玫瑰香气，是一种很好的定香剂。

其化学名称为“乙酸三氯甲基苯甲酯”通常用三氯甲基苯基甲醇和醋酸酐为原料制备：

已知：

三氯甲基苯基甲醇

式量：

224.5。

无色液体。

不溶于水，溶于乙醇。

醋酸酐

无色液体。

溶于水形成乙酸，溶于乙醇。

结晶玫瑰

式量：

267.5。

白色至微黄色晶体。

熔点：

88℃。

不溶于水，溶于乙醇，70℃时在乙醇中溶解度为ag。

醋酸

无色的吸湿性液体，易溶于水、乙醇。

请根据以上信息，回答下列问题：

（1）加料时，应先加入三氯甲基苯基甲醇和醋酸酐，然后慢慢加入浓硫酸并。

待混合均匀后，最适宜的加热方式为（填“水浴加热”或“油浴加热”）。

（2）粗产品的成分是结晶玫瑰与少量____________________的混合物，设计了如下方案进行提纯和检验，实验结果表明推测正确。

请在答题卡上完成表中内容。

序号

实验方案

实验现象

结论

①

将粗产品溶解在中，按粗产品、溶剂的质量比为1:

混合，用水浴加热到70℃回流溶剂使粗产品充分溶解

得到无色溶液

②

将步骤1所得溶液___________

③

干燥步骤2所得白色晶体，

__________________

白色晶体是结晶玫瑰

（3）某同学欲在重结晶时获得较大的晶体，查阅资料得到如下信息：

•不稳定区出现大量微小晶核，产生较多颗粒的小晶体；

•亚稳过饱和区，加入晶种，晶体生长；

•稳定区晶体不可能生长

由信息可知，从高温浓溶液中获得较大晶体的操作为。

（4）22.45g三氯甲基苯基甲醇与足量乙酸酐充分反应得到结晶玫瑰22.74g，则产率是____。

（保留两位有效数字）

2．苯甲酸广泛应用于制药和化工行业，某同学尝试用甲苯的氧化反应制备苯甲酸，反应原理：

实验方法：

一定量的甲苯和适量的KMnO4溶液在100℃反应一段时间后停止反应，按如下流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯。

已知：

苯甲酸相对分子质量122，熔点122.4℃，在25℃和95℃时溶解度分别为0.3g和6.9g；纯净固体有机物一般都有固定熔点。

（1）操作Ⅰ为，需要用到的主要玻璃仪器为；操作Ⅱ为。

（2）无色液体A是，定性检验A的试剂是，现象是。

（3）测定白色固体B的熔点，发现其在115℃开始熔化，达到130℃时仍有少量不熔，该同学推测白色固体B是苯甲酸与KCl的混合物，设计了如下方案进行提纯和检验，实验结果表明推测正确．请在答题卡上完成表中内容。

序号

实验方案

实验现象

结论

①

将白色固体B加入水中，

加热溶解，

得到白色晶体和无色溶液

②

取少量滤液于试管中，

生成白色沉淀

滤液含Cl-

③

干燥白色晶体，

白色晶体是苯甲酸

（4）纯度测定：

称取1.220g产品溶解在甲醇中配成100ml溶液，移取25.00ml溶液，滴定，消耗KOH的物质的量为2.40×10-3mol，产品中苯甲酸质量分数的计算表达式为，计算结果为。

（保留两位有效数字）。

3.正丁醚常用作有机反应的溶剂。

实验室制备正丁醚的反应和主要实验装置如下：

2CH3CH2CH2CH2OH（CH3CH2CH2CH2）2O+H2O，反应物和产物的相关数据如下表：

相对分子质量

沸点/℃

密度/（g/cm3）

水中的溶解性

正丁醇

74

117．2

0．8109

微溶

正丁醚

130

142．0

0．7704

几乎不溶

①将6mL浓硫酸和37g正丁醇，按一定顺序添加到A中，并加

几粒沸石。

②加热A中反应液，迅速升温至135℃，维持反应一段时间。

③分离提纯：

待A中液体冷却后将其缓慢倒入盛有70mL水的

温度分液漏斗中，振摇后静置，分液得粗产物。

④粗产物依次用40mL水、20mLNaOH溶液和40mL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。

⑤将上述处理过的粗产物进行蒸馏，收集馏分，得纯净正丁醚11g。

请回答：

（1）步骤①中浓硫酸和正丁醇的添加顺序为：

应先加。

（2）加热A前，需先从（填“a”或“b”）口向B中通入水。

（3）步骤③的目的是初步洗去，振摇后静置，粗产物应（填“上”或“下”）口倒出。

（4）步骤④中最后一次水洗的目的为。

（5）步骤⑤中，加热蒸馏时应收集（填选项字母）左右的馏分。

A．100℃B．117℃C．135℃D．142℃

（6）反应过程中会观察到分水器中收集到液体物质，且分为上下两层，随着反应的进行，分水器中液体逐渐增多至充满时，上层液体会从左侧支管自动流回A。

分水器中上层液体的主要成分为，下层液体的主要成分为

（7）本实验中，正丁醚的产率为（精确到1%）。

4．（16分）某小组利用如图装置，用苯与溴在FeBr3催化作

用下制备溴苯：

反应剧烈进行，烧瓶中有大量红棕色蒸气，锥形瓶中

导管口有白雾出现，蒸馏水逐渐变成黄色。

反应停止后按

如下流程分离产品：

已知：

溴苯难溶于水，与有机溶剂互溶；溴、苯、溴苯的沸点依次为59℃、80℃、156℃。

（1）操作Ⅰ为_________，操作Ⅱ为_________。

（2）“水洗”、“NaOH溶液洗”需要用到的玻璃仪器是_________、烧杯。

（3）向“水洗”后所得水相中滴加KSCN溶液，溶液变红色。

推测水洗的主要目的是除去________。

（4）锥形瓶中蒸馏水变黄的原因是_________。

（5）已知苯与溴发生的是取代反应，推测反应后锥形瓶中液体含有的两种大量离子，并设计实验方案验证你的推测。

（限选试剂：

镁条、四氯化碳、氯水、溴水、蒸馏水）

序号

实验步骤

预期现象

结论

1

2

锥形瓶中液体含大量______

3

锥形瓶中液体含大量______

5．实验室制备溴乙烷（C2H5Br）的装置和步骤如右图：

（已知溴乙烷的沸点38．4℃）

①检查装置的气密性，向装置图所示的大烧杯中加入冰水；

②在圆底烧瓶中加入10mL95%乙醇、28mL78%浓硫酸，然后加入研细的13g溴化钠和几粒碎瓷片；③小心加热，使其充分反应。

回答下列问题：

（1）该实验制取溴乙烷的化学方程式为（产物中有硫酸氢钠生成），_______________________________________________________________。

（2）反应时若温度较高时，可看到有红棕色气体产生。

实验员老师建议把上述装置中的仪器连接部分都改成标准玻璃接口，其原因是：

_____________________________________________________________________________。

（3）为了更好的控制反应温度，除用图示的小火加热，更好的加热方式是__________。

（4）反应结束后，U形管中粗制的C2H5Br呈棕黄色。

为了除去粗产品中的杂质，最好选择下列试剂中的_________________（填序号）

A．NaOH溶液B．H2OC．Na2SO3溶液D．CCl4

所需的主要玻璃仪器是______________。

使用前须__________，要进一步制得纯净的C2H5Br，可用水洗，然后加入无水CaCl2干燥后，再进行_______________（填操作名称）

（5）下列几项实验步骤，可用于检验溴乙烷中溴元素，其正确的操作顺序是：

取少量溴乙烷，然后__________________（填代号）。

①加热；②加入AgNO3溶液；③加入稀HNO3酸化；④加入NaOH溶液；⑤冷却

6．乙酸乙酯是一种用途广泛的精细化工产品。

某课外小组设计实验室制取并提纯乙酸乙酯的方案如下：

已知：

①氯化钙可与乙醇形成CaCl2·6C2H5OH②有关有机物的沸点：

试剂

乙醚

乙醇

乙酸

乙酸乙酯

沸点/℃

34.7

78.5

118

77.1

③2CH3CH2OH

CH3CH2OCH2CH3＋H2O

I．制备过程

装置如图所示，A中放有浓硫酸，B中放有9.5mL无水乙醇和6mL冰醋酸，D中放有饱和碳酸钠溶液。

（1）写出乙酸与乙醇发生酯化反应的化学方程式。

（2）实验过程中滴加大约3mL浓硫酸，B的容积最合适的是　　　　（填字母）

A．25mLB．50mLC．250mLD．500mL

（3）球形干燥管的主要作用是。

（4）如预先向饱和Na2CO3溶液中滴加几滴酚酞试液，目的是

II．提纯方法

①将D中混合液转入分液漏斗进行分液。

②有机层用5mL饱和食盐水洗涤，再用5mL饱和氯化钙溶液洗涤，最后用水洗涤。

有机层倒入一干燥的烧瓶中，用无水硫酸镁干燥，得粗产物。

③将粗产物蒸馏，收集77.1℃的馏分，得到纯净干燥的乙酸乙酯。

（5）第①步分液时，选用的两种玻璃仪器的名称分别是、。

（6）第②步中用饱和食盐水、饱和氯化钙溶液、最后用水洗涤，分别主要洗去粗产品中的，，。

7．某化学小组以苯甲酸为原料制取苯甲酸甲酯。

有关物质的沸点和相对分子质量如右表：

物质

甲醇

苯甲酸

苯甲酸甲酯

沸点／℃

64.7

249

199.6

相对分子质量

32

122

136

Ⅰ.合成苯甲酸甲酯粗产品

在烧瓶中加入12.2g苯甲酸和20mL甲醇（密度约0.79g/mL），再小心加入3mL浓硫酸，混匀后，投入几粒碎瓷片，小心加热使反应完全，得苯甲酸甲酯粗产品。

（1）该反应中浓硫酸的作用是，甲醇过量的原因。

（2）若反应产物水分子中有同位素18O，写出表示反应前后18O位置的化学方程式：

，

（3）甲、乙、丙三位同学分别设计了如图三套实验室制取苯甲酸甲酯的装置（夹持仪器和加热仪器均已略去）。

根据有机物的特点，最好采用装置（填“甲”、“乙”、“丙”）。

．粗产品的精制

（4）苯甲酸甲酯粗产品中往往含有少量甲硫酸、苯甲酸和水等，现拟用下列流程图进行精制，请根据流程图填入恰当操作方法的名称：

操作I为，操作II为。

（5）以上流程图中加入Na2CO3溶液后，放入分液漏斗中振荡、静置，要得到有机层，其具体操作是。

（6）苯甲酸甲酯的产率为。

8．苯甲酸广泛应用于制药和化工行业。

某化学小组用甲苯作主要原料制备苯甲酸，反应过程如下：

   甲苯、苯甲酸钾、苯甲酸的部分物理性质见下表：

物质

熔点/℃

沸点/℃

密度/g·cm-3

在水中溶解性

甲苯

－95

110.6

0.8669

难溶

苯甲酸钾

121.5～123.5

易溶

苯甲酸

122.4

248

1.2659

微溶

（1）将步骤①得到混合物（有未反应完的甲苯）加少量水，分离有机相和水相。

有机相在（填“上”或“下”）层；实验操作的名称是。

（2）步骤②用浓盐酸酸化的目的是。

（3）已知温度越低苯甲酸的溶解度越小，但为了得到更多的苯甲酸晶体，重结晶时并非温度越低越好，理由是  。

（4）重结晶时需要趁热过滤，目的是。

（5）纯度测定：

称取1.220g产品，配成100mL甲醇溶液，移取25.00mL溶液，滴定，消耗KOH的物质的量为2.40×10-3mol。

产品中甲苯酸质量分数的计算表达式为_________________，计算结果为_____________（保留两位有效数字）。

9．（18分）三苯甲醇是一种重要的化工原料和医药中间体，实验室合成三苯甲醇[（C6H5）3COH]的合成流程如图1所示。

|

已知：

i）格氏试剂容易水解，

ii）相关物质的物理性质如下：

iii）三苯甲醉的相对分子质量是260，纯净固体有机物一般都有固定熔点。

请回答以下问题：

（1）实验室合成三苯甲醇的装置图2,写出玻璃仪器A的名称_______,装有无水CaCl2的仪器A的作用是______________。

（2）制取格氏试剂时要保持微沸，可以采用水浴加热，优点是_______，微沸回流时冷凝管中水流的方向是_____________（填“X→Y”或“Y→X”）。

（3）制得的三苯甲醉粗产品中，含有乙醚、溴苯、苯甲酸乙酯等有机物和碱式溴化镁、氯化铵等杂质，可以设计如下提纯方案，请填写空白：

其中，操作①为：

_______；洗涤液最好选用：

______________。

A、水B、乙醚C、乙醇D、苯

检验产品已经洗涤干净的操作为______________。

（4）纯度测定：

称取2.60g产品，配成乙醚溶液，加入足量金属钠（乙醚与钠不会反应），充分反应后，测得生成气体体积为100.80mL（标准状况）。

产品中三苯甲醇质量分数为_______（保留两位有效数字）。

若配成乙醇溶液，来测三苯甲醇质量分数，结果会

（填偏高、不变或偏低）。

10．[2012·浙江卷]实验室制备苯乙酮的化学方程式为：

制备过程中还有CH3COOH＋AlCl3―→CH3COOAlCl2＋HCl↑等副反应。

主要实验装置和步骤如下：

（Ⅰ）合成：

在三颈瓶中加入20g无水AlCl3和30mL无水苯。

为避免反应液升温过快，边搅拌边慢慢滴加6mL乙酸酐和10mL无水苯的混合液，控制滴加速率，使反应液缓缓回流。

滴加完毕后加热回流1小时。

（Ⅱ）分离与提纯：

①边搅拌边慢慢滴加一定量浓盐酸与冰水混合液，分离得到有机层。

②水层用苯萃取，分液。

③将①②所得有机层合并，洗涤、干燥、蒸去苯，得到苯乙酮粗产品。

④蒸馏粗产品得到苯乙酮。

回答下列问题：

（1）仪器a的名称：

________；装置b的作用：

____________________________________________。

（2）合成过程中要求无水操作，理由是___________________________________________。

（3）若将乙酸酐和苯的混合液一次性倒入三颈瓶，可能导致________。

A．反应太剧烈B．液体太多搅不动C．反应变缓慢D．副产物增多

（4）分离与提纯操作②的目的是____________________________________。

该操作中是否可改用乙醇萃取？

________（填“是”或“否”），原因是__________________________。

（5）分液漏斗使用前须____________并洗净备用。

萃取时，先后加入待萃取液和萃取剂，经振摇并_______后，将分液漏斗置于铁架台的铁圈上静置片刻，分层。

分离上下层液体时，应先_____________，

然后打开活塞放出下层液体，上层液体从上口倒出。

（6）粗产品蒸馏提纯时，下列装置中温度计位置正确的是________，可能会导致收集到的产品中混有低沸点杂质的装置是________。

11．　[2012·广东卷]苯甲酸广泛应用于制药和化工行业，某同学尝试用甲苯的氧化反应制备苯甲酸。

反应原理：

C6H5-CH3＋2KMnO4

C6H5-COOK＋KOH＋2MnO2↓＋H2O

C6H5-COOK＋HCl―→C6H5-COOH＋KCl

实验方法：

一定量的甲苯和KMnO4溶液在100℃反应一段时间后停止反应，按如下流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯。

已知：

苯甲酸相对分子质量122，熔点122.4℃，在25℃和95℃时溶解度分别为0.3g和6.9g；纯净固体有机物一般都有固定熔点。

（1）操作Ⅰ为________，操作Ⅱ为________。

（2）无色液体A是_____，定性检验A的试剂是________，现象是_______________________________。

（3）测定白色固体B的熔点，发现其在115℃开始熔化，达到130℃时仍有少量不熔。

该同学推测白色固体B是苯甲酸与KCl的混合物，设计了如下方案进行提纯和检验，实验结果表明推测正确，请完成表中内容。

序号

实验方案

实验现象

结论

①

将白色固体B加入水中，加热溶解，________

得到白色晶体和无色溶液

②

取少量滤液于试管中，________

生成白色沉淀

滤液含Cl－

③

干燥白色晶体，________

________________________________________________________________________

白色晶体是苯甲酸

（4）纯度测定：

称取1.220g产品，配成100mL甲醇溶液，移取25.00mL溶液，滴定，消耗KOH的物质的量为2.40×10－3mol。

产品中苯甲酸质量分数的计算表达式为________________，计算结果为________（保留二位有效数字）。

12．　[2012·课标全国卷]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/g·cm－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：

①向a中加入10mL水，然后过滤除去未反应的铁屑；

②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________________________________________________________________________；

③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，下列操作中必须的是________（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________（填入正确选项前的字母）。

A．25mLB．50mLC．250mLD．500mL

答案与解析

1.

（1）搅拌；油浴加热

（2）三氯甲基苯基甲醇

序号

实验方案

实验现象

结论

无水乙醇；100/a

② 

冷却结晶，抽滤。

③

加热使其融化，测其熔点；

白色晶体在88℃左右、完全熔化

（3）加入晶种，缓慢降温（4）85%

【解析】

试题分析：

（1）加料时，应先加入三氯甲基苯基甲醇和醋酸酐，然后慢慢加入浓硫酸并不断用玻璃棒搅拌，使物质充分接触。

待混合均匀后，由于反应温度在110℃，所以要采用110℃油浴加热的方式进行加热。

（2）待反应完全后，反应液倒入冰水中降温，由于结晶玫瑰熔点为88℃，不溶于水；醋酸酐溶于水形成乙酸，而三氯甲基苯基甲醇不能在水中溶解，所以粗产品的成分是结晶玫瑰与少量三氯甲基苯基甲醇。

①结晶玫瑰与三氯甲基苯基甲醇都能在乙醇中溶解，所以将粗产品溶解在乙醇中，结晶玫瑰在70℃时在乙醇中溶解度为ag。

所以按粗产品、溶剂的质量比为1:

100/a混合，用水浴加热到70℃回流溶剂使粗产品充分溶解。

②将步骤1所得溶液进行冷却结晶，然后抽滤即可得到较纯净的结晶玫瑰。

③干燥步骤2所得白色晶体，加热测其熔点，看到白色晶体在白色晶体在88℃左右、完全熔化。

就证明了该白色晶体是结晶玫瑰。

（3）由信息可知，从高温浓溶液中获得较大晶体的操作为加入晶种，缓慢降温。

（4）三氯甲基苯基甲醇的物质的量为22.45g÷225.5g/mol=0.0996mol，所以理论上得到的结晶玫瑰质量为0.0996mol×267.5g/mol=26.63g.而实际得到的质量为22.74g，所以产率为（22.74g÷26.63g）×100%=85%。

2.

（1）分液（1分），分液漏斗、烧杯等（1分）；蒸馏（1分）

（2）甲苯（1分）；酸性KMnO4溶液（1分），溶液褪色（1分）（3）

序号

实验方案

实验现象

结论

①

将白色固体B加入水中加热，溶解，冷却结晶、过滤（2分）

得到白色晶体和无色溶液

②

取少量滤液于试管中，滴入2-3滴硝酸酸化的AgNO3溶液（2分）

生成白色沉淀

滤液含有Cl-

③

干燥白色晶体，加热使其融化，测其熔点（2分）

熔点为122.4℃（2分）

白色晶体是苯甲酸

（4）（2.40×10-3×122×4）/1.22（2分）；96%（2分）

【解析】

试题分析：

（1）一定量的甲苯和KMnO4溶液在100℃反应一段时间后停止反应，按流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯；所以操作Ⅰ是分离出有机相甲苯，用分液方法得到，分液操作的主要玻璃仪器是分液漏斗、烧杯等；操作Ⅱ是蒸馏的方法控制甲苯沸点得到纯净的甲苯液体；

（2）依据流程和推断可知，无色液体A为甲苯，检验试剂可以用酸性高锰酸钾溶液，甲苯被氧化为苯甲酸，高锰酸钾溶液紫色褪去；

（3）通过测定白色固体B的熔点，发现其在115℃开始熔化，达到130℃时仍有少量不熔，推测白色固体B是苯甲酸与KCl的混合物，氯化钾可以用硝酸酸化的硝酸银溶液检验氯离子的存在；利用苯甲酸的溶解度特征在25℃和95℃时溶解度分别为0.3g和6.9g；利用不同温度下的溶解度，分离混合物，得到晶体后通过测定熔点判断是否为苯甲酸；

（4）称取1.220g产品，配成100ml甲醇溶液，移取25.00ml溶液，滴定，消耗KOH的物质的量为2.40×10-3mol，苯甲酸是一元弱酸和氢氧化钾1：

1反应，所以物质的量相同，则样品中苯甲酸质量分数＝

×100%＝96%。

3.

（1）正丁醇

（2）b（3）浓硫酸上（4）洗去有机层中残留的NaOH及中和反应生成的盐　

（５）D　　（６）正丁醇　水　　（７）３４％

4．（16分）

（1）过滤（2分）蒸馏（2分）

（2）分液漏斗（2分）（3）FeBr3（2分）

（4）溶解了从烧瓶中挥发出的溴（2分）

（5）（6分）

方案一：

序号

实验步骤

预期现象

结论

1

将锥形瓶中液体转入分液漏斗，加入适量四氯化碳，振荡后分液。

分别取少量上层无色溶液于试管A、B中

2

向试管A中加入少量氯水

溶液由无色变黄色

Br—

3

向试管B中加入镁条

有大量气泡生成

H+

方案二：

序号

实验步骤

预期现象

结论

1

用烧杯取适量溴水，加入蒸馏水使其与锥形瓶中液体的颜色一致

2

取等体积的锥形瓶中液体和步骤1所得溴水，分别加入试管A、B中，再分别滴加等体积的氯水

试管A中溶液颜色比试管B深

Br—

3

取等体积的锥形瓶中液体和步骤1所得溴水，分别加入试管C、D中，再分别加入等量的镁条

试管C中有大量气泡生成，试管D中气泡不明显

H+

5．（