2024年新课标卷T28-实验综合变式题

1．吡咯类化合物在导电聚合物、化学传感器及药物制剂上有着广泛应用。一种合成1-(4-甲氧基苯基)-2，5-二甲基吡咯(用吡咯X表示)的反应和方法如下： 实验装置如图所示，将100 mmol己-2，5-二酮(熔点：-5.5℃，密度：)与100 mmol 4-甲氧基苯胺(熔点：57℃)放入①中，搅拌。 待反应完成后，加入50%的乙醇溶液，析出浅棕色固体。加热至65℃，至固体溶解，加入脱色剂，回流20 min，趁热过滤。滤液静置至室温，冰水浴冷却，有大量白色固体析出。经过滤、洗涤、干燥得到产品。 回答下列问题： (1)量取己-2，5-二酮应使用的仪器为 (填名称)。 (2)仪器①用铁夹固定在③上，③的名称是 ；仪器②的名称是 。 (3)“搅拌”的作用是 。 (4)“加热”方式为 。 (5)使用的“脱色剂”是 。 (6)“趁热过滤”的目的是 ；用 洗涤白色固体。 (7)若需进一步提纯产品，可采用的方法是 。 2．香豆素是一种天然香料，存在于黑香豆、兰花等植物中，可利用Perkin反应制备： 具体步骤如下： Ⅰ．连接如图所示装置，检查装置气密性，加入反应物并通入一段时间。 Ⅱ．升温至135~145℃，回流，排酸。 Ⅲ．继续升温至160~180℃，回流。 Ⅳ．待反应结束后，向仪器A中加热水，分液，结晶，过滤得香豆素粗产品。 已知：各物质沸点数据如下表所示 物质 水杨醛 乙酸酐 乙酸 香豆素 沸点/℃ 197 138.6 117.9 298 回答下列问题： (1)仪器A的名称为 。 (2)应采取的加热方式为 (填标号)。 a．直接加热        b．水浴加热        c．油浴加热 (3)步骤Ⅰ中，通入一段时间的目的为 ，加入乙酸酐不宜过多，原因是 。 (4)步骤Ⅱ的目的是 。 (5)作催化剂的关键是促进生成，下列物质能作为该反应的催化剂的是 (填标号)。 a．            b．             c．NaCl (6)本实验装置存在一处明显缺陷是 。 3．实验室可用环己醇(沸点：160.84℃，微溶于水)制备环己酮(沸点：155.6℃，微溶于水)，使用的氧化剂可以是次氯酸钠、重铬酸钾等。    已知：醋酸沸点117.9℃，和水以任意比例互溶。 下列装置分别是产品的合成装置和精制装置示意图：    合成实验过程如下： 向装有搅拌器、滴液漏斗和温度计的三颈烧瓶中依次加入5.2 mL环己醇和25 mL冰醋酸。开动搅拌器，将40 mL次氯酸钠溶液逐渐加入到反应瓶中，并使瓶内温度维持在30～35℃，用磁性搅拌器搅拌5 min。然后，在室温下继续搅拌30 min后，在合成装置中再加入30 mL水、3g氯化铝和几粒沸石，加热蒸馏至馏出液无油珠滴出为止。回答下列问题： (1)在合成装置中，甲装置的名称是 。 (2)三颈烧瓶的容量为 (填“50 mL”、“100 mL”或“250 mL”)。 (3)滴液漏斗具有特殊的结构，主要目的是 。 (4)蒸馏完成后，向馏出液中分批加入无水碳酸钠至反应液呈中性为止，其目的是 。然后加入精制食盐使之变成饱和溶液，再将混合液倒入 中，分离得到有机层。 (5)有机层先加无水MgSO4，用如图装置对粗产品进行精制，加入无水MgSO4的作用是 ，对粗产品进行精制，蒸馏收集 ℃的馏分。检验精制后的环己酮是否纯净，可使用的试剂为 。 A．重铬酸钾溶液  B．金属钠    C．酚酞溶液   D．新制的氢氧化铜悬浊液 4．苯乙酸铜是合成优良催化剂、传感材料—纳米氧化铜的重要前驱体之一、下面是它的一种实验室合成路线：    2    (  ) 制备苯乙酸的装置示意图如图所示(加热和夹持装置等略)。    已知：苯乙酸的熔点为76.5℃，微溶于冷水，溶于乙醇。 回答下列问题： (1)将a中的溶液加热至100℃，缓缓滴加40g苯乙腈到硫酸溶液中，然后升温至130℃继续反应。在装置中，仪器c的名称是 ，其作用是 。 (2)反应结束后加适量冷水，再分离出苯乙酸粗品。加入冷水的目的是 。 (3)分离苯乙酸粗品的方法是 ，提纯粗苯乙酸的方法是 。最终得到44g纯品，则苯乙酸的产率是 (保留两位有效数字)。 (4)用和NaOH溶液制备适量沉淀，并多次用蒸馏水洗涤沉淀，判断沉淀洗干净的实验操作和现象是 。 (5)将苯乙酸加入到乙醇与水的混合溶剂中，充分溶解后，加入搅拌30min，过滤，滤液静置一段时间，析出苯乙酸铜晶体，混合溶剂中乙醇的作用是 。 5．某小组设计实验制备对硝基苯甲酸。 反应原理： +Na2Cr2O7+4H2SO4(浓)+Na2SO4+Cr2(SO4)3+5H2O 实验步骤： ①在图1装置中加入3.0g对硝基甲苯、9.0g重铬酸钠粉末及20mL水，在搅拌下慢慢滴入12.5mL浓硫酸。温度很快上升，反应混合物的颜色逐渐变深变黑，必要时用冷水冷却。加完硫酸后，将烧瓶在陶土网上加热，搅拌回流半小时，反应至呈黑色。 ②待反应物冷却后，在搅拌下加入40mL冰水，立即有沉淀析出。用图2装置抽滤，用25mL水分两步洗涤，对硝基苯甲酸粗产品为黑色固体。 ③将固体放入盛有15mL5%硫酸的烧杯中，在沸水浴中加热10min，以溶解未反应的铬盐，冷却后抽滤，将所得沉淀溶于25mL5%NaOH溶液，在50℃温热后过滤，如图3所示。滤液中加入0.5g活性炭煮沸后趁热过滤。冷却后在充分搅拌下将滤液慢慢倒入盛有30mL15%硫酸的烧杯中，析出黄色沉淀，抽滤，用少量冷水洗涤两次，干燥后称重。回答下列问题： (1)图1中仪器A名称是 ，进水口为 (填“a”或“b”)。 (2)图3中保温漏斗的“保温”措施是 。 (3)步骤①“慢慢”滴入浓硫酸的目的是 。 (4)步骤②中，反应结束后，加入40mL冰水的目的是 。步骤③中活性炭的作用是 。 (5)步骤③在沸水浴中加热10min，其目的是 。将所得沉淀溶于25mL5%NaOH溶液，在50℃温热后过滤，图3不能用烧杯替代锥形瓶，其原因是 。 (6)步骤①中，冷凝管壁析出白色对硝基甲苯，应采取措施是 。 步骤③中，将滤液倒入15%的硫酸中，其目的是 。 6．苯乙酮是一种重要的化工原料，可用于制造香皂和塑料的增塑剂。实验室可用苯和乙酸酐为原料，在无水AlCl3催化下加热制得： 过程中还有副反应发生： 名称 相对分子质量 熔点/℃ 沸点/℃ 密度/ g∙cm-3 溶解度 乙酸酐 102 -73 140 1.082 微溶于水，易水解 苯 78 5.5 80.5 0.879 不溶于水 苯乙酮 120 20.5 202 1.028 微溶于水 实验步骤如下： 步骤Ⅰ：向仪器A中迅速加入13g粉状无水AlCl3和无水苯，在搅拌下将乙酸酐慢慢滴加到A中，待反应缓和后，加热回流1小时，直至无HCl气体逸出为止。 步骤Ⅱ：将反应混合物冷却到室温，在搅拌下倒入装有25mL浓HCl和30g碎冰的烧杯中进行，使固体全部溶解。 步骤Ⅲ：将混合物转入分液漏斗中，分出有机层，水层用苯萃取两次(每次8mL)。合并有机层，有机层依次用等体积5%NaOH溶液和水洗涤，再用无水MgSO4干燥。 步骤Ⅳ：将苯乙酮粗产品放入蒸馏烧瓶中，先在水浴上蒸馏回收苯，稍冷后改用空气冷凝管，蒸馏收集198~202℃的馏分，得到产品约4.20g。 回答下列问题： (1)仪器A选用的规格为 ，仪器B中的出水口是 (“a”或“b”)。 A．10mL            B．50mL        C．200mL (2)图一装置中CaCl2的作用是 。 (3)步聚I发生的反应是强烈的放热反应，控制温度是该步骤的关键，试从试剂投入、装置改进方面，分别提出一条控温的措施：① ；② 。 (4)图一装置中漏斗一半扣在水面下、一半露在水面上的原因是 。 (5)步聚Ⅲ中，水层用苯萃取两次(每次8mL)，而不是取一次(16mL)的目的是 。 (6)步骤Ⅳ中蒸馏收集苯乙酮产品时，改用空气冷凝管的原因是 。 (7)本实验为收集产品用了减压蒸馏装置，如图二所示，其中毛细管的作用是 。 7．1－溴丙烷()是一种重要的有机合成中间体，沸点为71℃，密度为1.36。实验室制备少量1－溴丙烷的主要步骤如下： 步骤1：在反应装置(图1，尾部接气体吸收装置，用5%的NaOH溶液作吸收剂)的圆底烧瓶中加入搅拌磁子和20mL水，在搅拌下缓慢加入28mL浓，冷却至室温；再依次加入12g正丙醇及24g NaBr。 步骤2：用电热套调节温度使反应物保持沸腾而又平稳地回流30～40min。 步骤3：待反应液冷却后，改为蒸馏装置(图2)，缓慢加热，直到无油状物馏出为止。 步骤4：将馏出液转入分液漏斗，洗涤、分液，得粗产品，进一步提纯得到1－溴丙烷。 回答下列问题： (1)步骤1中缓慢加入28mL浓时使用的玻璃仪器有 。5%的NaOH溶液用于吸收反应过程中产生的 (填化学式)。 (2)步骤2中回流不低于30min的目的是 。回流温度太高造成的不良后果有 。 (3)步骤3需将接受瓶置于冰水浴中，原因是 。 (4)步骤4将馏出液转入分液漏斗，依次用等体积的水、5%的溶液、5%的溶液、水洗涤。每次分液后需保留 (填“上”或“下”)层液体。加入溶液是为了除去游离的，该离子方程式为 。“进一步提纯”的主要操作是 。 8．正丁醚可用作溶剂，电子级清洗剂。实验室制备原理如下：。 制备步骤： 步骤I选择仪器并组装(夹持装置略)。 步骤Ⅱ．加入正丁醇、浓硫酸，摇匀，在磁力搅拌器上加热至100～115℃，保持反应物微沸约，回流分水。 步骤Ⅲ．当烧瓶内反应物温度升至135℃左右，分水器水层界面不再上升时，即可停止反应。 步骤Ⅳ．反应液稍冷却后，倒入盛有水的分液漏斗中，充分摇振，静置分层。所得粗产物依次用水，溶液、水、饱和溶液(除去正丁醇)洗涤，然后用无水氯化钙干燥。 步骤V．拆改原装置为蒸馏装置。蒸馏，收集馏分。 有关物质的物理性质如下： 化合物 密度() 熔点(℃) 沸点(℃) 水中溶解度(g) 正丁醇 0.810 117.7 9 正丁醚 0.773 142.4 <0.05 回答下列问题： (1)步骤I中除了选择回流冷凝管、分水器(见上图)，还应选择 (选字母序号)。 (2)步骤Ⅱ中，分水器中水层位于 (填“上”或“下”)层。若水层-有机层界面不清楚时，可加盐使水层饱和，这样做的原理是 (答一条)。 (3)步骤Ⅲ进行1.5h后，若继续加热，则反应液变黑并有较多的副产物生成。写出正丁醇被热硫酸炭化的化学方程式 。 (4)步骤Ⅳ中，水洗的作用是 。干燥后的混合物经过 (填操作名称)，转移至蒸馏烧瓶中。 (5)步骤V中，判断正丁醚蒸馏完毕的现象是 。 9．乙酸正丁酯是优良的有机溶剂，在石油加工、制药工程等领域均有广泛应用。某实验小组采用如图所示的实验装置制备乙酸正丁酯(加热及夹持装置略)。 已知：反应中生成的水可以与正丁醇或乙酸正丁酯形成共沸混合物被蒸出，各化合物及相关共沸物常压下的沸点如下表所示： 化合物 乙酸 正丁醇 乙酸正丁酯 沸点/℃ 117.9 117.3 126.6 共沸物 正丁醇—水 乙酸正丁酯—水 乙酸正丁酯—正丁醇—水 沸点/℃ 92.7 90.7 90.7 具体步骤如下： I．按如图所示装配仪器。 II．关闭分水器旋塞并在分水器带旋塞一侧预先加入适量的水，再向反应瓶中加入5.0mL(0.055mol)正丁醇、0.06mol冰醋酸和0.05mol浓疏酸，加入1粒沸石。 III．将反应液温度控制在80℃并保持15分钟，然后升温至回流状态进行分水。反应停止后，并仪器a和分水器中的液体，用分液漏斗将水层分出，得到乙酸正丁酯粗品。 IV．将乙酸正丁酯粗品纯化。 回答下列问题： (1)仪器a的名称为 。 (2)写出图中所示实验装置中的两处错误 。 (3)若分水器带旋塞一侧加水不足，会导致的后果是 。 (4)写出上述制备乙酸正丁酯的化学方程式 。 (5)判断反应停止时的现象为 。 (6)步骤IV包括以下操作，正确的操作顺序为 (填标号)。 a．无水硫酸镁干燥　　　　　　　　　　　　b．饱和溶液洗涤 c．常压蒸馏，收集124℃~126℃的馏分　　　d．水洗 (7)乙酸和甲酸都属于常见的有机酸，从结构的角度比较并解释二者酸性强弱的关系： 。 10．芳基亚胺酯是重要的有机反应中间体，受热易分解，可由腈在酸催化下与醇发生Pinner反应制备，原理如下图所示。 某实验小组以苯甲腈()和三氟乙醇(CF3CH2OH)为原料合成苯甲亚胺三氟乙酯。步骤如下： I．将20.00g苯甲腈与21.50g三氟乙醇置于容器中，降温至0℃。 Ⅱ．向容器中持续通入HCl气体4小时，密封容器。 Ⅲ．室温下在HCl氛围中继续搅拌反应液24小时，冷却至0℃，抽滤得白色固体，用乙腈洗涤。 Ⅳ．将洗涤后的白色固体加入饱和Na2CO3溶液中，在15℃低温下反应，用有机溶剂萃取3次，合并有机相。 V．向有机相中加入无水硫酸钠，抽滤，蒸去溶剂得产品19.50g。 回答下列问题： (1)实验室中可用浓盐酸和浓硫酸制备干燥HCl气体，下列仪器中一定需要的为 (填仪器名称)。 (2)第Ⅲ步中得到的白色固体主要成分为 (填标号)。 (3)第Ⅳ步控制反应温度为15℃的方法是 ；实验中选择低温的原因为 。 (4)第Ⅳ步萃取时可选用的有机溶剂为_______(填标号)。 A．甲醇 B．乙酸 C．丙酮 D．乙酸乙酯 (5)第Ⅳ将洗涤后的白色固体加入饱和Na2CO3溶液中，饱和Na2CO3的作用是 。 (6)抽滤装置如下图所示，其相对于普通过滤的优点是 。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．(1)酸式滴定管 (2) 铁架台 球形冷凝管 (3)使固液充分接触，加快反应速率 (4)水浴加热 (5)活性炭 (6) 防止产品结晶损失，提高产率 50%的乙醇溶液 (7)重结晶 【分析】将100 mmol己-2，5-二酮(熔点：-5.5℃，密度：)与100 mmol 4-甲氧基苯胺(熔点：57℃)放入两颈烧瓶中，利用球形冷凝管进行冷凝回流提高原料利用率，通过搅拌来提高反应速率，反应完成后，加入50%的乙醇溶液，析出浅棕色固体(即含杂质的产品)，加热至65℃，至固体溶解，加入脱色剂（脱色剂为不溶于水和乙醇等溶剂的固体，如：活性炭），回流20min，趁热过滤，使产品尽可能多地进入滤液，滤液静置至室温，冰水浴冷却，有大量白色固体析出，经过滤、洗涤、干燥得到产品。 【详解】（1）己-2，5-二酮的摩尔质量为，根据题中所给数据可知，所需己-2，5-二酮的体积为，又因为酮类对橡胶有腐蚀性，所以选用酸式滴定管。 （2）③为铁架台；仪器②用于冷凝回流，为球形冷凝管。 （3）己-2，5-二酮的熔点为-5.5℃，常温下为液体，4-甲氧基苯胺的熔点为57℃，常温下为固体，搅拌可使固液反应物充分接触，加快反应速率。 （4）由题给信息“加热至65℃”可知，应用水浴加热，这样便于控制温度，且受热更均匀。 （5）“脱色剂”的作用是吸附反应过程中产生的有色物质，结合题中信息，加入脱色剂后回流，趁热过滤，保留滤液，即脱色剂为不溶于水和乙醇等溶剂的固体，所以可以选用活性炭作脱色剂。 （6）由题给信息可知，产品吡咯X为白色固体，加热至65℃可溶解在50%的乙醇溶液中，所以需趁热过滤，使产品尽可能多地进入滤液，防止产品结晶损失，提高产率；由加入50%的乙醇溶液，析出浅棕色固体(即含杂质的产品)可知，常温下产品不溶于50%的乙醇溶液，所以为减少溶解损失，洗涤时可用50%的乙醇溶液。 （7）由产品的分离提纯过程可知，若需进一步提纯，可采用的方法为重结晶。 2．(1)三颈(口)烧瓶 (2)c (3) 排尽装置中的空气、防止水杨醛被氧化 酚羟基与乙酸酐反应，使产率降低 (4)防止过多，使体系温度难以达到160℃以上 (5)a (6)无尾气处理装置 【分析】组装好装置后检查装置气密性，为防止酚羟基被氧化，先通入一段时间，升温至135~145℃，回流，将生成乙酸排出后，再升高温度，反应物发生反应，待反应结束后，向仪器A中加热水，分液，结晶，过滤得香豆素粗产品。 【详解】（1）根据图中信息得到仪器A的名称为三颈(口)烧瓶；故答案为：三颈(口)烧瓶。 （2）根据升温至135~145℃，继续升温至160~180℃，则需要的温度大于100℃，因此应采取的加热方式为油浴加热；故答案为：c。 （3）水杨醛含有酚羟基，易被氧化，步骤Ⅰ中，通入一段时间的目的为排尽装置中的空气、防止水杨醛被氧化，酚羟基会与乙酸酐发生副反应，加入乙酸酐不宜过多，原因是酚羟基与乙酸酐反应，使产率降低；故答案为：为排尽装置中的空气、防止水杨醛被氧化；酚羟基与乙酸酐反应，使产率降低。 （4）乙酸的沸点是117.9℃，乙酸较多，其体系的温度难易达到160℃，因此步骤Ⅱ的目的是防止过多，使体系温度难以达到160℃以上；故答案为：防止过多，使体系温度难以达到160℃以上。 （5） 作催化剂的关键是促进生成，此处催化剂的作用是促进碳负离子的生成，因此需要碱性物质来加速氢离子的脱去，因此能作为该反应的催化剂的是；故答案为：a。 （6）根据反应过程需要将乙酸蒸馏出，由于本实验装置没有对乙酸蒸气进行处理，因此存在一处明显缺陷是无尾气处理装置；故答案为：无尾气处理装置。 【点睛】 3．(1)(直形)冷凝管 (2)250mL (3)使漏斗和烧瓶内压强相等，保证液体能顺利滴入 (4) 除去产品中混有的醋酸杂质 分液漏斗 (5) 吸收有机物中少量的水 155.6 AB 【详解】（1）在合成装置中，甲装置的名称是(直形)冷凝管。 （2）在合成装置三颈烧瓶中先后加入的液体共为，故需要选用250mL三颈烧瓶。 （3）滴液漏斗具有特殊的结构，主要目的是使漏斗和烧瓶内压强相等，保证液体能顺利滴入。 （4）反应后混合物中含有醋酸，醋酸酸性大于碳酸，因此蒸馏完成后，向馏出液中分批加入无水碳酸钠至反应液呈中性为止，其目的是除去产品中混有的醋酸杂质。然后进行的操作为分液，需要使用分液漏斗。 （5）加入无水MgSO4的作用是吸收有机物中少量的水。环己酮沸点是155.6℃，精制蒸馏时收集155.6℃馏分。精制后的环己酮是否纯净主要考虑是否还含有环己醇、水，两者可分别用重铬酸钾溶液、金属钠检验，故选AB。 4．(1) 球形冷凝管 冷凝回流 (2)降低苯乙酸的溶解度 (3) 过滤 重结晶 95% (4)取少量最后一次洗涤液，加入稀硝酸，再加入溶液，无白色浑浊出现 (5)增大苯乙酸溶解度，便于充分反应 【分析】苯乙腈和稀硫酸反应生成苯乙酸，苯乙酸加入冷水析出苯乙酸，过滤，再重结晶得到纯净的苯乙酸，苯乙酸溶解在乙醇中，和氢氧化铜反应生成苯乙酸铜。 【详解】（1）根据图中信息得到仪器c的名称是球形冷凝管，其作用是冷凝回流；故答案为：球形冷凝管；冷凝回流。 （2）根据苯乙酸微溶于冷水，加入冷水的目的是降低苯乙酸的溶解度；故答案为：降低苯乙酸的溶解度。 （3）根据苯乙酸微溶于冷水，苯乙酸在冷水中析出，因此分离苯乙酸粗品的方法是过滤，提纯粗苯乙酸的方法是重结晶。最终得到44g纯品，根据n(苯乙腈)=n(苯乙酸)，则苯乙酸的产率是95%；故答案为：过滤；重结晶；95%。 （4）用和NaOH溶液制备适量沉淀，并多次用蒸馏水洗涤沉淀，判断沉淀洗干净，主要是看最后一次洗液中是否还有氯离子，其实验操作和现象是取少量最后一次洗涤液，加入稀硝酸，再加入溶液，无白色浑浊出现；故答案为：取少量最后一次洗涤液，加入稀硝酸，再加入溶液，无白色浑浊出现。 （5）将苯乙酸加入到乙醇与水的混合溶剂中，充分溶解后，根据题意苯乙酸微溶于冷水，溶于乙醇，混合溶剂中乙醇的作用是增大苯乙酸溶解度，便于充分反应；故答案为：增大苯乙酸溶解度，便于充分反应。 5．(1) 球形冷凝管 b (2)用酒精灯加热保温漏斗中的液体 (3)避免放热过多，使对硝基甲苯挥发，凝结在冷凝管壁 (4) 降低产品溶解度 脱色 (5) 使反应充分进行 避免温度降低过快，产品在烧杯壁析出 (6) 适当减小冷凝管的冷凝水流量，使对硝基甲苯熔融滴下 将对硝基苯甲酸钠转化成对硝基苯甲酸 【分析】 用K2Cr2O7在酸性条件下氧化对硝基甲苯()制得，反应原理为+K2Cr2O7+4H2SO4→+K2SO4+5H2O+Cr2(SO4)3，让和K2Cr2O7、H2SO4混合溶液在三颈烧瓶中反应，加热回流0.5h，待反应物冷却后，搅拌下加入40mL冰水，析出沉淀，抽滤，再经过洗涤、干燥得到产物。 【详解】（1）图1中仪器A名称是球形冷凝管，冷凝水应该下进上出，进水口为b。 （2）图3中保温漏斗的“保温”措施是：用酒精灯加热保温漏斗中的液体。 （3）浓硫酸在水中溶解放热，步骤①“慢慢”滴入浓硫酸的目的是：避免放热过多，使对硝基甲苯挥发，凝结在冷凝管壁。 （4）降低温度有利于产品析出，步骤②中，反应结束后，加入40mL冰水的目的是降低产品溶解度，活性炭具有吸附性，步骤③中活性炭的作用是脱色。 （5）在沸水浴中加热，使反应完全，同时杂质能充分溶解。烧杯口大，散热快，可能会导致产品在烧杯壁析出，则步骤③在沸水浴中加热10min，其目的是使反应充分进行。图3不能用烧杯替代锥形瓶，其原因是避免温度降低过快，产品在烧杯壁析出。 （6）冷凝管壁有白色反应物，应该减小冷凝水流量，提高温度使其熔融滴下，将滤液加入15%的疏酸中，可将溶于水的对硝基苯甲酸钠转化为对硝基苯甲酸而析出，便于过滤分离，则步骤①中，冷凝管壁析出白色对硝基甲苯，应采取措施是适当减小冷凝管的冷凝水流量，使对硝基甲苯熔融滴下。步骤③中，将滤液倒入15%的硫酸中，其目的是将对硝基苯甲酸钠转化成对硝基苯甲酸。 6．(1) B b (2)防止水蒸气进入烧瓶中使乙酸酐水解，影响产率 (3) 醋酸酐要逐滴加入 将三颈烧瓶置于冷水浴中 (4)若远离水面，氯化氢气体不被吸收而逸出，造成空气污染；若深入到水中，氯化氢极易溶于水造成倒吸 (5)多次萃取可以提高萃取率 (6)苯乙酮的沸点高，内外温差大，冷凝管易炸裂 (7)防止暴沸 【分析】实验室用苯和乙酸酐为原料，在无水AlCl3催化下加热制得苯乙酮。向仪器A中迅速加入粉状无水AlCl3和一定量无水苯，在搅拌下乙酸酐慢慢滴加到A装置中，待反应缓和后，加热回流1小时，直至无HCl气体逸出为止。将反应混合物冷却到室温，在搅拌下倒入装有25mL浓HCl和30g碎冰的烧杯中进行，使固体全部溶解；将混合物转入分液漏斗中，分出有机层，水层用苯萃取两次，合并有机层，有机层依次用等体积5%NaOH溶液和水洗涤，再用无水MgSO4干燥。将苯乙酮粗产品放入蒸馏烧瓶中，先在水浴上蒸馏回收苯，稍冷后改用空气冷凝管，蒸馏收集198~202℃的馏分，得到产品。 【详解】（1）仪器A中，加入13g粉状无水AlCl3、16mL无水苯、4mL乙酸酐，溶液体积约为20mL，在三颈烧瓶中，溶液体积应不超过其容积的三分之二，则选用的规格为50mL，故选B，仪器B为冷凝管，冷却水流向为下进上出，则出水口是b。 （2）题中信息显示，乙酸酐易水解，则图一装置中CaCl2的作用是：防止水蒸气进入烧瓶中使乙酸酐水解，影响产率。 （3）步聚I发生的反应是强烈的放热反应，控制温度是该步骤的关键，从试剂投入、装置改进方面，可通过减慢试剂滴入、控制反应温度进行控温，则措施是：①醋酸酐要逐滴加入；②将三颈烧瓶置于冷水浴中。 （4）图一装置为气体的吸收装置，即需设法加快气体吸收速率，又需防止倒吸，则漏斗一半扣在水面下、一半露在水面上的原因是：若远离水面，氯化氢气体不被吸收而逸出，造成空气污染；若深入到水中，氯化氢极易溶于水造成倒吸。 （5）步聚Ⅲ中，为提高萃取效率，水层用苯萃取两次(每次8mL)，而不是取一次(16mL)，目的是：多次萃取可以提高萃取率。 （6）步骤Ⅳ中蒸馏收集苯乙酮产品时，由于苯乙酮的沸点为202℃，与水的温度差大，水冷易导致冷凝管炸裂，则改用空气冷凝管的原因是：苯乙酮的沸点高，内外温差大，冷凝管易炸裂。 （7）毛细管在减压蒸馏中可调节蒸馏体系的真空度，同时通入的气体在加热过程中起到搅拌作用，使得体系受热均匀防止暴沸。本实验收集产品用了减压蒸馏装置，毛细管的作用是：防止暴沸。 【点睛】使用冷凝管时，冷却水的流向都是下进上出。 7．(1) 量筒 Br2 (2) 使HBr与正丙醇充分反应完全，提高原料的利用率和1－溴丙烷的产率 1－溴丙烷的沸点较低，回流温度太高，1－溴丙烷挥发，产率下降，原料利用率低 (3)降低温度，减少1-溴丙烷的挥发 (4) 下 蒸馏，收集71℃左右的馏分 【分析】用较浓H2SO4与NaBr制备HBr，HBr与正丙醇发生取代反应制备1—溴丙烷，蒸馏得到粗产品，再予以提纯，据此回答。 【详解】（1）①步骤1中缓慢加入28mL浓H2SO4时使用的玻璃仪器为量筒； ②5%的NaOH溶液用于吸收反应过程中产生的溴蒸气； （2）①步骤2中回流不低于30min的目的是：使HBr与正丙醇充分反应完全，提高原料的利用率和1－溴丙烷的产率； ②1－溴丙烷的沸点较低，回流温度太高，1－溴丙烷挥发，产率下降，原料利用率低； （3）1-溴丙烷沸点为71℃，沸点较低，容易挥发，向接受瓶内加入少量冰水并置于冰水浴中的目的是：降低温度，减少1-溴丙烷的挥发； （4）①步骤4将馏出液转入分液漏斗，依次用等体积的水、5%的NaHSO3溶液、5%的Na2CO3溶液、水洗涤，每次分液后需保留下层，因为1-溴丙烷密度比水大； ②加入NaHSO3溶液是为了除去游离的Br2，该离子方程式为：； ④“进一步提纯”的主要操作是：蒸馏，收集71℃左右的馏分； 8．(1)ADE (2) 下 增大水层与有机层的密度差，利于两者分层或降低有机物的溶解度 (3)(用“→”连接也可) (4) 洗去残留的溶液，防止其与产生沉淀堵塞分液漏斗 过滤 (5)温度计示数快速升高或无馏出物 【分析】正丁醇与浓硫酸混合于三口烧瓶中，插入温度计控制温度，加热反应，反应液冷却到室温后倒入盛有水的分液漏斗中，经过分液、洗涤、干燥得到纯净的正丁醚。 【详解】（1）步骤I需的仪器有三颈烧瓶、水银温度计，由于反应液温度高达135℃，不能使用酒精温度计，不需要E和F容量瓶。 （2）反应中产生的水和有机物（正丁醇和正丁醚）经冷凝管，收集在分水器中，有机相密度小于水，在上层，上层有机层相积至分水器支管时，即可返回三颈烧瓶。加入食盐可增大水层与有机层的密度差，利于两者分层或降低有机物的溶解度。 （3）正丁醇炭化生成碳单质和水，化学方程式为。 （4）有机层粗产物中有少量的硫酸，可以用水、氢氧化钠除去产品中的硫酸，再用8mL水洗去氢氧化钠，再用饱和氯化钙溶液洗去正丁醇，洗涤完成后，加入无水氯化钙干燥，过滤除去无水氯化钙，再通过蒸馏可得丁醚。 （5）当温度计示数快速升高或无馏出物说明蒸馏完成。 9．(1)圆底烧瓶 (2)温度计水银球未插入反应液中、冷凝管上端不应塞玻璃塞 (3)反应物不能完全回流，导致乙酸正丁酯的产率减小 (4)CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OHCH3COOCH2CH2CH2CH3+H2O (5)分水器水层高度不再变化 (6)bdac (7)乙酸比甲酸多一个甲基，甲基是斥电基团，会使得羧基氧上的电子云增加，氢离子更难失去，则甲酸酸性强于乙酸 【分析】乙酸与正丁醇在浓硫酸加热条件下发生酯化反应制备乙酸正丁酯，关闭分水器旋塞并在分水器带旋塞一侧预先加入适量的水，再向反应瓶中加入5.0mL(0.055mol)正丁醇、0.06mol冰醋酸和0.05mol浓疏酸，加入1粒沸石。将反应液温度控制在80℃并保持15分钟，然后升温至回流状态进行分水。反应停止后，并仪器a和分水器中的液体，用分液漏斗将水层分出，得到乙酸正丁酯粗品。 【详解】（1）仪器a的名称为圆底烧瓶。 （2）由于反应在蒸馏烧瓶中进行，反应的温度在80℃，温度计水银球应插入反应液中，图中所示实验装置的错误有：温度计水银球未插入反应液中；冷凝管上端不应塞玻璃塞。 （3）分水器带旋塞一侧需要加入足够的水，使其水面低于分水器回流支管下沿3~5mm的水，这样方便生成的有机物回流到反应器中，若分水器带旋塞一侧加水不足，会导致的后果是：反应物不能完全回流，导致乙酸正丁酯的产率减小。 （4）乙酸与正丁醇在浓硫酸加热条件下发生酯化反应制备乙酸正丁酯，化学方程式为：CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OHCH3COOCH2CH2CH2CH3+H2O。 （5）该反应过程中有水生成，判断反应停止时的现象为：分水器水层高度不再变化，证明酯化反应已完成，不再产生酯了。 （6）步骤IV中先用饱和 Na2CO3溶液洗涤除去乙酸正丁酯上的乙酸杂质，再用水洗去饱和Na2CO3溶液，然后用无水硫酸镁干燥后常压蒸馏，收集124℃~126℃的馏分，故答案为：bdac。 （7）乙酸比甲酸多一个甲基，甲基是斥电基团，会使得羧基氧上的电子云增加，氢离子更难失去，则甲酸酸性强于乙酸。 10．(1)分液漏斗 (2)D (3) 冷水浴 防止芳基亚胺酯受热分解降低产率 (4)D (5)提供碱性环境，有利于合成苯甲亚胺三氟乙酯 (6)抽滤可以加快过滤速度，滤出的固体容易干燥 【分析】 由反应原理可知，先在HCl的气体中反应转化为，再和CF3CH2OH反应生成，和碳酸钠溶液反应生成芳基亚胺酯。 【详解】（1）实验室中可用浓盐酸和浓硫酸制备干燥HCl气体，需要用到分液漏斗，锥形瓶等； （2） 由反应原理可知，先在HCl的气体中反应转化为，再和CF3CH2OH反应生成，答案为D； （3）第Ⅳ步控制反应温度为15℃的方法是用冷水浴；选择低温的原因为防止芳基亚胺酯受热分解降低产率； （4）苯甲亚胺三氟乙酯属于酯类，在乙酸乙酯中的溶解度较大，乙酸和甲酸能溶于水，不能用来萃取，第Ⅳ步萃取时可选用的有机溶剂为乙酸乙酯；答案为D； （5）根据题干的原理图可知，饱和碳酸钠溶液可以提供碱性环境，有利于合成苯甲亚胺三氟乙酯； （6）抽滤装置中有抽气泵，相对于普通过滤，抽滤可以加快过滤速度，滤出的固体容易干燥。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$