届高三化学一轮复习有机物制备流程题知识精讲和训练.docx
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届高三化学一轮复习有机物制备流程题知识精讲和训练
2021届高三化学一轮复习——有机物制备流程题（知识精讲与训练）
知识梳理回顾
阿司匹林的合成
1．原理
＋（CH3CO）2O
＋CH3COOH
水杨酸乙酸酐乙酰水杨酸乙酸
2．实验方案
实验流程
实验操作及现象
组装仪器
乙酰水杨
酸的合成
向150mL干燥锥形瓶中加入2g水杨酸、5mL乙酸酐和5滴浓硫酸，振荡，待其溶解后置于85～90℃水浴中加热5～10min（如图），取出，冷却至室温，即有乙酰水杨酸晶体析出（如未出现结晶，可以用玻璃棒摩擦瓶壁或将锥形瓶置于冰水中冷却，促使晶体析出）。
向锥形瓶中加50mL水，继续在冰水浴中冷却使其结晶完全
抽滤制得
乙酰水杨
酸粗产品
减压过滤，用滤液淋洗锥形瓶，直至所有晶体被收集到布氏漏斗中。
抽滤时用少量冷水洗涤结晶几次，继续抽滤，尽量将溶剂抽干。
然后将粗产物转移至表面皿上，在空气中风干
乙酰水杨
酸的提纯
将粗产品置于100mL烧杯中，搅拌并缓慢加入25mL饱和碳酸氢钠溶液，加完后继续搅拌2～3min，直到没有二氧化碳气体产生为止。
过滤，少量的水杨酸聚合物留在沉淀中，用5～10mL蒸馏水洗涤沉淀，合并滤液，不断搅拌。
慢慢加入15mL4mol·L－1盐酸，将烧杯置于冰水中冷却，即有晶体析出。
抽滤，用冷水洗涤晶体1～2次，再抽干水分
水杨酸杂
质的检出
取少量乙酰水杨酸晶体，加入盛有3mL蒸馏水的试管中，加1～2滴1%氯化铁溶液，观察有无颜色变化（为增加水杨酸和乙酰水杨酸在水中的溶解度，可加入乙醇或甲醇）
3.问题设计
（1）实验中加浓H2SO4的目的是什么？
（2）写出水杨酸分子之间发生缩合反应的化学方程式。
（3）写出阿司匹林与NaHCO3反应的化学方程式。
答案
（1）催化剂
（2）
＋nH2O
（3）
＋NaHCO3―→
＋CO2↑＋H2O
解题必备策略
1．把握制备过程
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2．盘点常用仪器及装置
（1）常用仪器
①三颈烧瓶是一种常用的化学玻璃仪器，它有三个口，可以同时加入多种反应物，或是加冷凝管、温度计、搅拌器等，常用于物质的制备、分离和提纯。
a．通常用于需要控制温度的化学反应，中间孔装搅拌杆，一个侧孔装温度计，另一个滴加反应物料。
b．物质的分离和提纯，三颈烧瓶的三颈中间孔可以插上回流管，右侧可插入温度计，左侧主要是用来添加药品。
②分液漏斗（滴液漏斗），一般为向烧瓶中滴加液体，其中（a）能起到平衡气压的作用。
③冷凝管，注意进出水方向（下口进，上口出）。
（2）常用装置
①蒸馏装置
②蒸馏、冷凝装置的创新应用
图2、图3，由于冷凝管竖立，使液体混合物能冷凝回流，若以此容器作反应容器，可使反应物循环利用，提高反应物的转化率。
③搅拌滴加回流反应装置（如图4）
强化训练
1．（2019·台州市联谊五校期中）葡萄糖酸锌作为补锌药，具有见效快、吸收率高、副作用小、使用方便等优点。
某学习小组在实验室以葡萄糖和氧化锌为主要原料合成该物质。
反应原理：
CH2OH（CHOH）4CHO＋H2O2
CH2OH（CHOH）4COOH＋H2O
2CH2OH（CHOH）4COOH＋ZnO
Zn[CH2OH（CHOH）4COO]2＋H2O
设计的合成路线为：
相关信息如下：
葡萄糖酸锌易溶于水，在乙醇与水的混合溶剂中的溶解度随乙醇体积分数的变化曲线示意图如图1。
实验中所涉及的部分装置如图2、3所示（图2装置先制备葡萄糖酸，再与ZnO反应制备葡萄糖酸锌，图3为抽滤装置）。
请根据以上信息，回答下列问题：
（1）图2中恒压滴液漏斗的支管的作用是_________，图3中a装置的名称___________。
（2）30%H2O2所用的物质的量大概是葡萄糖的3倍，而且并未一次性与葡萄糖混合，而是利用恒压滴液漏斗缓慢滴加的理由________________________________________________。
（3）操作A是________________，物质B是_____________________________________。
（4）抽滤完毕或中途停止抽滤时，应先__________________，然后__________________。
（5）三颈烧瓶中的葡萄糖酸锌晶体转入到抽滤装置中时，瓶壁上往往还粘有少量晶体，需选用液体将瓶壁上的晶体冲洗下来后转入到抽滤装置中，下列液体最合适的是__________（填字母，下同）。
A．无水乙醇B．饱和NaCl溶液 C．70%乙醇水溶液D．滤液
（6）下列说法正确的是________。
A．用银氨溶液来替代30%H2O2将葡萄糖转变成葡萄糖酸，既经济又方便
B．ZnO粉末与葡萄糖酸反应时，利用磁力搅拌可以增大ZnO粉末与葡萄糖酸的接触面积，加快反应速率
C．将葡萄糖酸锌晶体放在干燥器中可以防潮，在干燥器中放有干燥剂，并添加了无水CoCl2来指示是否得更换干燥剂，如果CoCl2为蓝色，说明干燥剂已经失效
答案
（1）平衡压强，使液体能顺利流下 布氏漏斗
（2）H2O2易分解 （3）趁热过滤 乙醇 （4）打开活塞K 关闭水龙头 （5）D （6）B
解析
（2）因为H2O2不稳定，受热容易分解产生O2，所以利用恒压滴液漏斗缓慢滴加。
（3）根据框图分析：
活性炭不溶，所以操作A是趁热过滤；葡萄糖酸锌易溶于水，在乙醇与水的混合溶剂中随乙醇的体积分数增大，葡萄糖酸锌的溶解度减小，为了减少葡萄糖酸锌的溶解，物质B应是乙醇。
（4）抽滤完毕或中途停止抽滤时，应先打开活塞K使空气进入吸滤瓶，增大吸滤瓶的压强，然后关闭水龙头停止水流。
（5）三颈烧瓶中的葡萄糖酸锌晶体转入到抽滤装置中时，瓶壁上往往还粘有少量晶体，需选用液体将瓶壁上的晶体冲洗下来后转入到抽滤装置中，最合适的液体是滤液，防止增加新的杂质。
（6）因为银属于贵重金属，用来配制银氨溶液既不经济，又会产生污染性氮的氧化物，所以A错误；无水氯化钴（CoCl2）呈蓝色，吸水后变为粉红色的（CoCl2·6H2O），故C错误。
2．（2019·宁波市慈溪广校期中联考）二苯基乙二酮常用作医药中间体及紫外线固化剂，可由二苯基羟乙酮氧化制得，反应的化学方程式及装置图（部分装置省略）如图：
＋2FeCl3―→
＋2FeCl2＋2HCl
在反应装置中，加入原料及溶剂，搅拌下加热回流。
反应结束后加热煮沸，冷却后即有二苯基乙二酮粗产品析出，用70%乙醇水溶液重结晶提纯。
重结晶过程：
加热溶解→活性炭脱色→趁热过滤→冷却结晶→抽滤→洗涤→干燥
请回答下列问题：
（1）写出装置图中玻璃仪器的名称：
b________________。
（2）趁热过滤后，滤液冷却结晶。
一般情况下，下列哪些因素有利于得到较大的晶体：
_______（填字母）。
A．缓慢冷却溶液B．溶液浓度较高
C．溶质溶解度较小D．缓慢蒸发溶剂
如果溶液中发生过饱和现象，可采用________________等方法促进晶体析出。
（3）抽滤过程中要及时观察吸滤瓶内液面高度，当快达到支管口位置时应进行的操作为_____。
（4）上述重结晶过程中的哪一步操作除去了不溶性杂质：
__________________。
（5）某同学采用薄层色谱（原理和操作与纸层析类同）跟踪反应进程，分别在反应开始、回流15min、30min、45min和60min时，用毛细管取样、点样、薄层色谱展开后的斑点如图所示。
该实验条件下比较合适的回流时间是________（填字母）。
答案
（1）球形冷凝器（或冷凝管）
（2）AD 用玻璃棒摩擦容器内壁，加入晶种 （3）应拔掉吸滤瓶上的橡皮管，从吸滤瓶上口倒出溶液 （4）趁热过滤 （5）C
解析
（2）晶体颗粒的大小与结晶条件有关，溶质的溶解度越小，或溶液浓度越高，或溶剂的蒸发速度越快，或溶液冷却越快，析出的晶粒就越小；反之，可得到较大的晶体颗粒。
所以，A项缓慢冷却溶液；D项缓慢蒸发溶剂有利于得到较大的晶体。
当溶液发生过饱和现象时，振荡容器，用玻璃棒搅动或轻轻地摩擦器壁，或投入几粒晶体（晶种），都可促使晶体析出。
（3）实验时，当吸滤瓶中液面高度快达到蒸馏烧瓶支管口位置时，为防止液体进入其他装置应该倒出部分液体，正确的操作方法是：
拔掉吸滤瓶上的橡皮管，从吸滤瓶上口倒出溶液。
（4）活性炭脱色可以除去有色杂质，趁热过滤可以除去不溶性杂质，冷却结晶，抽滤可以除去可溶性杂质。
（5）对照图上的斑点分析，可以知道，反应开始时图中的斑点是反应物，由此可推知，在回流15min、30min时的图上，下面的斑点为反应物，上面的斑点为生成物，45min时，在图上的斑点都是生成物，而反应物基本上无剩余。
因此，该实验条件下比较合适的回流时间是45min。
3．（2019·嘉兴市第一中学高三检测）苯甲醛（微溶于水、易溶于有机溶剂，密度约等于水的密度）在碱性条件下发生歧化反应可以制备苯甲醇（在水中溶解度不大、易溶于有机溶剂，密度约等于水的密度）和苯甲酸。
反应原理如下：
2C6H5CHO＋NaOH
C6H5CH2OH＋C6H5COONa C6H5COONa＋HCl―→C6H5COOH＋NaCl
有关物质物理性质如下表：
苯甲醛
苯甲醇
苯甲酸
苯
沸点/℃
178
205
249
80
熔点/℃
26
－15
12
5.4
苯甲酸在水中的溶解度
17℃
25℃
100℃
0.21g
0.34g
5.9g
实验流程如下：
（1）第①步需连续加热1小时（如图1），其中加热和固定装置未画出。
仪器A的名称为______，若将仪器B改为仪器C，效果不如B，说明原因________________________________。
（2）操作中有关分液漏斗的使用不正确的是________（填字母）。
A．分液漏斗在使用之前必须检查是否漏水
B．分液漏斗内的液体不能过多，否则不利于振荡
C．充分振荡后将分液漏斗置于铁架台上静置，分层后立即打开旋塞进行分液
D．分液时等下层液体放完后立即关闭旋塞，换一个烧杯再打开旋塞使上层液体流下
（3）操作③用沸水浴加热蒸馏，再进行操作④（如图2），收集________℃的馏分。
图2中有一处明显错误，正确的应改为___________________________________________________。
（4）抽滤时（如图3）烧杯中苯甲酸晶体转入布氏漏斗时，杯壁上还粘有少量晶体，用________冲洗杯壁上残留的晶体。
抽滤完成后用少量冰水对晶体进行洗涤，洗涤时应_________。
（5）用电子天平准确称取0.2440g苯甲酸样品于锥形瓶中，加100mL蒸馏水溶解（必要时可以加热），再用0.1000mol·L－1的标准NaOH溶液滴定，共消耗NaOH溶液19.20mL，则苯甲酸样品的纯度为______%。
答案
（1）三颈烧瓶 B的接触面积大，冷却回流苯甲醛的效果好
（2）CD （3）205 温度计的水银球应处于蒸馏烧瓶的支管口处 （4）滤液 关小水龙头 （5）96.00
解析
（1）根据装置图可知仪器A为三颈烧瓶。
仪器B为球形冷凝管，仪器C为直形冷凝管，B的接触面积大，冷却回流苯甲醛的效果好，所以若将仪器B改为仪器C，效果不如B。
（2）分液漏斗中有玻璃活塞，在使用之前必须检验是否漏水，故A正确；分液漏斗内的液体不能过多，否则不利于振荡，故B正确；在旋开旋塞之前，应该使分液漏斗顶部活塞上的凹槽或小孔对准漏斗上口颈部的小孔，使与大气相通，故C错误；分液时待下层液体放完后立即关闭旋塞，换掉烧杯，从分液漏斗上口将上层液体倒出，故D错误。
（3）操作④的目的是得到苯甲醇馏分，所以收集205℃的馏分；蒸馏时，温度计测量的是苯甲醇蒸气的温度，所以温度计的水银球应处于蒸馏烧瓶的支管口处。
（4）将烧杯中的苯甲酸晶体转入布氏漏斗时，杯壁上往往还粘有少量晶体，需选用液体将杯壁上的晶体冲洗下来后转入布氏漏斗，目的是减少晶体的损失，所以选择冲洗的液体应该是不会使晶体溶解损失，也不会带入杂质，选择用滤液来冲洗是最好的。
抽滤完成后用少量冰水对晶体进行洗涤，洗涤应关小水龙头。
（5）根据化学反应C6H5COOH＋NaOH―→C6H5COONa＋H2O，反应消耗0.1000mol·L－1NaOH溶液19.20mL，物质的量为0.1000mol·L－1×0.0192L＝0.00192mol，苯甲酸的纯度为（0.00192mol×122g·mol－1）÷0.2440g×100%＝96.00%。
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