内容正文:
题型05有机实验分析
1.(22-23高二下·天津河北·期中)下列与有机实验有关的说法正确的是
A.将电石与水反应产生的气体通入酸性溶液中,溶液褪色说明有乙炔生成
B.制备硝基苯时,应先加2mL浓硫酸,再加入1.5mL浓硝酸,然后再滴入约1mL苯,最后水浴加热
C.要鉴别己烯中是否混有少量甲苯,应先加足量溴水,然后再加入酸性溶液
D.将苯、液溴、铁粉混合物反应产生的气体通入到溶液中有淡黄色沉淀产生,说明有HBr生成
【答案】C
【详解】A.乙炔中混有硫化氢,具有还原性,则气体通入酸性KMnO4溶液中,溶液褪色不能说明有乙炔生成,故A错误;
B.加浓硝酸,最后加浓硫酸,为防止混酸加入时造成苯的挥发,最后加入苯,水浴加热可制备硝基苯,试剂顺序不合理,故B错误;
C.己烯与溴水发生加成,然后甲苯被高锰酸钾氧化,溶液褪色,可检验甲苯,故C正确;
D.溴易挥发,溴及生成的HBr均与硝酸银反应生成浅黄色沉淀,则有淡黄色沉淀产生不能说明有HBr生成,故D错误;
故选:C。
2.(22-23高二下·天津和平·期中)下列实验操作、实验原理、实验事故处理正确的是
A.从碘水中提取单质碘时,可以用无水乙醇代替
B.实验室制硝基苯时,将硝酸与苯混合后再滴加浓硫酸
C.苯甲酸重结晶的步骤是:加热溶解、冷却结晶
D.可用水鉴别苯、乙醇、
【答案】D
【详解】A.无水乙醇与水互溶,不能用无水乙醇代替从碘水中提取单质碘时,故A错误;
B.实验室制取硝基苯时,首先滴加浓硝酸,然后向硝酸中逐滴滴加浓硫酸,最后加苯,故B错误;
C.重结晶用于分离溶解度随温度变化不同的两种或两种以上的物质,加热溶解后,要趁热过滤,防止苯甲酸冷却出来(滤纸上为杂质),再冷却结晶,故C错误;
D.苯和四氯化碳与水分层,苯在水上层,四氯化碳在水下下层,酒精与水互溶,三种现象不同,可以鉴别,故D正确;
故选D。
3.(23-24高一·天津河西·期中)下列实验方法可行的是( )
A.用燃烧的方法分离苯蒸气和乙烯
B.用蒸馏法除去溴苯中的苯
C.用CCl4萃取溶解在溴苯中的溴单质
D.用酸性高锰酸钾溶液除去乙烷中的乙烯
【答案】B
【详解】A.苯和乙烯均能燃烧,该方法不能分离,故A错误;
B.溴苯和苯互溶,二者沸点不同,可用蒸馏法除去溴苯中的苯,故B正确;
C.溴苯和溴单质均溶于,不能用萃取溶解在溴苯中的溴单质,故C错误;
D.酸性高锰酸钾溶液氧化乙烯生成,引入了新的杂质,故D错误;
答案选B。
4.(23-24高二下·天津东丽·期中)下列实验或操作不能达到目的的是
A.制取溴苯:将铁屑、溴水、苯混合加热
B.用 NaOH 溶液除去溴苯中的溴
C.鉴别己烯和苯:向己烯和苯中分别滴入酸性 KMnO4溶液,振荡,观察是否褪色
D.除去甲烷中含有的乙烯:将混合气体通入溴水中
【答案】A
【详解】A.制取溴苯时,应使用液溴而不是溴水,A错误;
B.溴能与溶液反应而溶解,而溴苯不溶于溶液并出现分层现象,B正确;
C.苯结构稳定,不能使酸性溶液褪色而乙烯能使酸性溶液褪色,C正确;
D.甲烷不与溴水反应,而乙烯能与溴水发生加成反应,D正确;
故选A。
【点睛】除去甲烷中少量的乙烯,可以把混合气体通入到足量的溴水中除去乙烯,然后再通过浓硫酸进行干燥,得到纯净的甲烷;但是不能用酸性高锰酸钾溶液除乙烯,因为乙烯被氧化为二氧化碳气体,达不到除杂的目的。
5.(22-23高二下·天津北辰·期中)下列实验不能达到实验目的,操作错误的是
A.制备蒸馏水
B.有机层与水层分开
C.趁热过滤除苯甲酸中杂质
D.蒸发得苯甲酸晶体
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.制备蒸馏水使用蒸馏冷凝的方法,冷凝得到蒸馏水,能达到实验目的,故A不符合题意;
B.使用分液的方法分离有机层和水层,能达到实验目的,故B不符合题意;
C.过滤能分离固体和液体,趁热过滤除苯甲酸中杂质分离出苯甲酸晶体,能达到实验目的,故C不符合题意;
D.蒸发操作使用蒸发皿,不是使用烧杯,不能达到实验目的,且制备苯甲酸晶体不宜用蒸发结晶法,要用降温结晶法,故D符合题意;
故选D。
6.(22-23高二下·天津和平·期中)为达到实验目的,下列实验操作错误的是
选项
实验操作
实验目的
A
将和分别通入溴的四氯化碳溶液
和的鉴别
B
将盛有NaCl溶液的烧杯置于酒精灯上蒸发浓缩
NaCl的结晶
C
将苯与碘水在分液漏斗中充分振荡混匀、静置
萃取单质
D
蒸馏时应使温度计水银球靠近蒸馏烧瓶支管口处
便于准确测量蒸气温度
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.乙烯可以使溴的四氯化碳溶液褪色,而乙烷不可以,可以鉴别,故A正确;
B.溶液的蒸发结晶应该在蒸发皿中进行,故B错误;
C.碘在苯中溶解性大于在水中,且苯和水互不相溶,故可以用苯萃取碘水中的碘,故C正确;
D.蒸馏时应使温度计水银球靠近蒸馏烧瓶支管口处,便于准确测量蒸气温度分离出相应的馏分,故D正确;
故选B。
7.(22-23高二下·天津南开·期中)下列除杂所选试剂和方法都正确的是
选项
括号里为杂质
试剂
实验方法
A
乙烷(乙烯)
KMnO4(H+)溶液
洗气
B
乙炔(H2S)
CuSO4溶液
洗气
C
乙醇(水)
——
蒸馏
D
溴苯(溴)
苯
分液
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.由于乙烯与酸性高锰酸钾溶液反应后得到CO2,故除去乙烷中的乙烯不能用酸性高锰酸钾溶液进行洗气,而应该用溴水洗气,A错误;
B.已知CuSO4+H2S=CuS↓+H2SO4故可用CuSO4溶液进行洗气操作来除去乙炔中的H2S气体,B正确;
C.由于乙醇能与水形成一定组成的恒沸物,故除去乙醇中少量的水,需加入CaO后进行蒸馏操作,C错误;
D.溴苯、液溴和苯三者互溶,不能分液分离,除去溴苯中少量的杂质Br2,需加入NaOH溶液或者Na2SO3溶液充分反应后再进行分液操作,D错误;
故答案为:B。
8.(23-24高二下·天津和平·期中)下列实验方案不能达到实验目的是
实验目的
实验方案
A
证明溴乙烷发生消去反应有乙烯生成
向试管中加入适量的溴乙烷和NaOH的乙醇溶液,加热,将反产生的气体通入溴的四氯化碳溶液
B
检验卤代烃中卤原子的种类
将溴乙烷与氢氧化钠溶液共热,取冷却后反应液滴加硝酸酸化后滴加硝酸银溶液
C
验证乙炔能被酸性高锰酸钾溶液氧化
将电石与饱和食盐水反应生成的气体通入酸性高锰酸钾溶液,观察溶液是否褪色
D
验证苯和液溴在FeBr3的催化下发生取代反应
将反应产生的混合气体先通入溴的四氯化碳溶液再通入AgNO3溶液中,观察是否有淡黄色沉淀生成
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.溴乙烷和NaOH的乙醇溶液,发生消去反应,乙烯与溴发生加成反应,溴水褪色,则该实验可验证乙烯的生成,故A正确;
B.溴乙烷与氢氧化钠溶液共热,水解后检验溴离子,应在酸性条件下,则取冷却后反应液滴加硝酸酸化后,再滴加硝酸银溶液可检验卤素原子种类,故B正确;
C.电石与饱和食盐水反应生成的乙炔中混有硫化氢等,乙炔和硫化氢均能被高锰酸钾氧化,则气体通入酸性高锰酸钾溶液,观察溶液是否褪色,不能说明乙烯被氧化,故C错误;
D.发生取代反应生成HBr,则反应产生的混合气体先通入溴的四氯化碳溶液再通入溶液中,观察是否有淡黄色沉淀生成,可说明发生取代反应,故D正确;
故选C。
9.(23-24高二下·天津南开·期中)下列实验中,不能达到预期目的是
①苯、浓溴水、溴化铁混合制溴苯
②乙醇和30%的硫酸共热到170℃制乙烯
③用溴水除去混在苯中的己烯,分液得到纯净的苯
④敞口久置的电石与饱和食盐水混合制乙炔
⑤将电石与水反应产生的乙炔通入溴水中,溴水褪色,证明乙炔和溴水发生了加成反应
⑥将溴乙烷和NaOH乙醇溶液混合共热,生成的气体直接通入酸性高锰酸钾溶液,酸性高锰酸钾溶液褪色,说明有乙烯生成
A.②④⑥ B.①③⑤ C.①②④⑥ D.①②③④⑤⑥
【答案】D
【详解】①应用苯、液溴、溴化铁混合制溴苯;②应用乙醇和浓硫酸共热到170℃制乙烯;③溴水与己烯反应产物可溶解在苯中,无法分液除去;④敞口久置的电石易与空气中水蒸气反应而变质;⑤将电石与水反应产生气体除乙炔外还有SO2、H2S等杂质,也可与溴水反应;⑥将溴乙烷和NaOH乙醇溶液混合共热,生成的气体可能含有乙醇,乙醇也可使酸性高锰酸钾溶液褪色。答案选D。
10.(23-24高二下·天津滨海·期中)下列四个装置(及相应条件)符合实验要求的是
A.实验室用A装置制备乙烯时,用向上排空集气法收集乙烯
B.可用B装置分离溴苯和苯的混合物
C.可用C装置检验溴丙烷的消去产物
D.实验室制取乙炔时,饱和食盐水的作用是减缓反应速率
【答案】D
【详解】A.乙烯的相对分子质量为28,与空气的平均相对分子质量29接近,所以不能用排空集气法收集乙烯气体,A错误;
B.用蒸馏方法分离甲烷与氯气发生取代反应的有机产物时,温度计应放在支管口附近测定镏出物的沸点,不能插入混合液中,B错误;
C.会发出的乙醇也能导致酸性高锰酸钾溶液褪色,C错误;
D.实验室制取乙炔时,为获得平稳的乙炔气流,应向电石中滴加饱和食盐水减缓反应速率,D正确;
答案选D。
11.(23-24高二下·天津宝坻·期中)下列实验操作和现象及实验结论均正确的是
选项
实验操作和现象
实验结论
A
将石蜡油蒸汽通过炽热的碎瓷片,再将产生的气体通入酸性高锰酸钾溶液中,溶液褪色
石蜡油裂解一定生成了乙烯
B
甲苯与酸性高锰酸钾溶液混合振荡,水层紫红色褪去
苯环对甲基产生了影响
C
甲烷与氯气在光照下反应后的混合气体能使湿润的蓝色石蕊试纸变红
生成的一氯甲烷具有酸性
D
用裂化汽油萃取溴水中的溴,下层为无色
裂化汽油密度比水小
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.不饱和烃可与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应,使溶液褪色,由现象可知石蜡油催化裂解生成不饱和烃,但不一定是乙烯,A不合题意;
B.甲苯可被酸性高锰酸钾溶液氧化生成苯甲酸,水层紫红色褪去,可知苯环对甲基有活化作用,B符合题意;
C.甲烷与氯气在光照条件下反应生成氯代甲烷和氯化氢,氯代甲烷为中性,HCl呈酸性,使湿润的石蕊试纸变红的是氯化氢,C不合题意;
D.裂化汽油中含有碳碳双键等不饱和键,能与溴单质发生加成反应,故不能用裂化汽油萃取溴水中的溴,且下层为无色也不能说明裂化汽油密度比水小,D不合题意;
故答案为:B。
12.(22-23高二下·天津河北·期中)溴乙烷在不同溶剂中与NaOH发生不同类型的反应,生成不同的反应产物。
某同学依据溴乙烷的性质,用如图实验装置(铁架台、酒精灯略)验证取代反应和消去反应的产物,请你一起参与探究。
实验操作Ⅰ:在试管中加入5 mL 1 mol/L NaOH溶液和5 mL 溴乙烷,振荡。
实验操作II:将试管如图固定后,水浴加热。
(1)用水浴加热而不直接用酒精灯加热的原因是 。
(2)观察到 现象时,表明溴乙烷与NaOH溶液已完全反应。
(3)鉴定生成物中乙醇的结构,可用的波谱是 。
(4)为证明溴乙烷在NaOH乙醇溶液中发生的是消去反应,在你设计的实验方案中,需要检验的是 ,检验的方法是 (需说明:所用的试剂、简单的实验操作及预测产生的实验现象)。
【答案】 溴乙烷沸点低,减少溴乙烷的损失 试管内溶液静置后不分层 红外光谱、核磁共振氢谱 生成的气体 将生成的气体先通过盛有水的试管,再通入盛有KMnO4溶液的试管,KMnO4溶液褪色(或直接通入溴的四氯化碳溶液)
【详解】溴乙烷与氢氧化钠反应生成乙醇与溴化钠,反应方程式为CH3CH2Br+NaOHCH3CH2OH+NaBr。
(1)溴乙烷沸点低,溴乙烷易挥发,用水浴加热热均匀,减少溴乙烷的损失,故答案为溴乙烷沸点低,减少溴乙烷的损失;
(2)溴乙烷不溶于水,开始溶液分层,生成的产物乙醇、溴化钠都易溶于水,当溶液分层消失,表明溴乙烷与NaOH溶液已完全反应,故答案为试管内溶液静置后不分层;
(3)乙醇分子结构中有三种氢原子,它们的比为3:2:1,利用红外光谱、核磁共振氢谱可检测,故答案为红外光谱、核磁共振氢谱;
(4)无论发生取代反应还是消去反应,溶液中都会产生Br-,但生成的有机物不同,溴乙烷发生消去反应生成乙烯,所以应检验生成的有机物乙烯;检验乙烯可根据其能使酸性KMnO4溶液或溴水褪色的原理来进行,可以采用洗气的装置,观察到酸性KMnO4溶液褪色且有气泡产生,溴水或溴的四氯化碳溶液褪色即可,
故答案为生成气体;将生成的气体先通过盛有水的试管,再通入盛有KMnO4溶液的试管,KMnO4溶液褪色(或直接通入溴的四氯化碳溶液,溴水褪色)。
13.(22-23高一下·天津津南·期中)某校学生用下图所示装置进行实验。以探究苯与溴发生反应的原理并分离提纯反应的产物。
请回答下列问题:
(1)写出装置Ⅱ中发生的主要化学反应方程式 ,其中冷凝管所起的作用为导气和 ,Ⅳ中球形干燥管的作用是 。
(2)实验开始时,关闭K2、开启K1和分液漏斗活塞,滴加苯和液溴的混合液,反应开始。Ⅲ中小试管内苯的作用是 。
(3)能说明苯与液溴发生了取代反应的现象是 。
(4)反应结束后,要让装置Ⅰ中的水倒吸入装置Ⅱ中以除去装置Ⅱ中残余的HBr气体。简述如何实现这一操作: 。
(5)纯净的溴苯是无色油状的液体,这个装置制得的溴苯呈红棕色,原因是里面混有 ,将三颈烧瓶内反应后的液体依次进行下列实验操作就可得到较纯净的溴苯。①用蒸馏水洗涤,振荡,分液;②用 洗涤,振荡,分液;③蒸馏。
【答案】 冷凝回流(冷凝苯和Br2蒸气) 防倒吸 吸收溴蒸气 III中硝酸银溶液内出现淡黄色沉淀 关闭K1和分液漏斗活塞,开启K2 溴(Br2) NaOH溶液
【分析】苯和液溴发生取代反应生成溴苯和溴化氢,由于液溴易挥发,会干扰溴化氢的检验,需要利用苯除去溴。利用氢氧化钠溶液吸收尾气,由于溴化氢极易溶于水,需要有防倒吸装置,根据生成的溴苯中含有未反应的溴选择分离提纯的方法。据此解答。
【详解】(1)装置Ⅱ中发生的主要化学反应是苯和液溴的取代反应,反应的化学方程式为。由于苯和液溴易挥发,则其中冷凝管所起的作用为导气和冷凝回流(冷凝苯和Br2蒸气)。由于溴化氢极易溶于水,则Ⅳ中球形干燥管的作用是防倒吸。
(2)Ⅲ中小试管内苯的作用是除去溴化氢中的溴蒸气,避免干扰溴离子检验;
(3)因从冷凝管出来的气体为溴化氢,溴化氢不溶于苯,溴化氢能与硝酸银反应生成溴化银沉淀,因此能说明苯与液溴发生了取代反应的现象是III中硝酸银溶液内出现淡黄色沉淀。
(4)因装置Ⅱ中含有溴化氢气体能污染空气,使I的水倒吸入Ⅱ中可以除去溴化氢气体,以免逸出污染空气;操作方法为关闭K1和分液漏斗活塞,开启K2。
(5)纯净的溴苯是无色油状的液体,这个装置制得的溴苯呈红棕色,原因是里面混有单质溴,由于单质溴能与氢氧化钠溶液反应,则将三颈烧瓶内反应后的液体依次进行下列实验操作就可得到较纯净的溴苯。①用蒸馏水洗涤,振荡,分液;②用氢氧化钠溶液洗涤,振荡,分液;③蒸馏。
14.(22-23高二下·天津和平·期中)为探究苯与溴发生反应的原理,设计的反应装置如图所示。
(1)实验开始时,关闭,开启和分液漏斗活塞,滴加苯和液溴的混合液,反应开始,Ⅱ中产生大量红棕色气体,该反应的 0(填“>”或“<”)。写出Ⅱ中反应的化学方程式: 。
(2)装置Ⅲ中观察到小试管中的苯呈现橙红色,还可观察到的现象是 。
(3)整套装置中能防止倒吸的装置有 (填装置序号)。冷凝管除具有导气作用外,还具有 作用。
(4)溴苯粗产品呈现褐色,为了得到纯净无色的溴苯,可加入 试剂后,进行分离提纯操作,此操作所需的玻璃仪器有 。
(5)苯发生取代反应时,新引进的取代基会受到原取代基(又称定位基)的影响而产生定位效应。如果原取代基为-X(卤原子)、时,新的取代基进入它的邻位或对位;如果原取代基为时,新取代基进入它的间位。
①根据定位规则,由合成共两步反应,第2步反应的化学方程式为 。
②有机物在铁粉催化条件下发生溴代反应,生成一溴代物可能的结构简式为 。
【答案】(1) < +Br2+HBr
(2)酸银溶液中有淡黄色沉淀、白色酸雾
(3) Ⅲ、Ⅳ 冷凝、回流
(4) 氢氧化钠 分液漏斗、烧杯
(5) +HNO3(浓)+H2O 、
【分析】苯和液溴在溴化铁催化剂作用下发生取代反应生成溴苯和溴化氢,该反应是放热反应,溴易挥发,因此用冷凝管冷凝回流溴单质,再用苯吸收挥发出的溴单质,溴化氢溶于水和硝酸银反应生成淡黄色溴化银沉淀,尾气使用碱液吸收。
【详解】(1)实验开始时,关闭K1,开启K2和分液漏斗活塞,滴加苯和液溴的混合液,反应开始,Ⅱ中产生大量红棕色气体,是溴蒸汽的颜色,因此可说明反应的热效应为放热反应,焓变小于零;Ⅱ中反应是苯和液溴在溴化铁作用下发生取代反应生成溴苯和溴化氢,该反应的化学方程式:+Br2+HBr;
(2)部分的溴蒸汽和溴化氢进入到装置(Ⅲ)中,苯吸收挥发出的溴蒸汽,溴化氢遇见水蒸气形成白雾,氢溴酸和硝酸银反应生成溴化银淡黄色沉淀和硝酸,因此装置(Ⅲ)可能观察到的现象是:小试管中的苯呈现橙红色,硝酸银溶液中有淡黄色沉淀、白色酸雾;
(3)根据装置分析溴易溶于苯,溴化氢易溶于氢氧化钠溶液,因此装置中能防止倒吸的装置有Ⅲ、Ⅳ,装置Ⅱ出来的气体为溴化氢和溴蒸汽,为了减少溴蒸汽的损耗,因此连接装置Ⅱ与装置Ⅲ的冷凝管的作用是冷凝、回流、导气;
(4)制得的溴苯粗产品呈现褐色,主要是因为含有溴单质,溴单质和氢氧化钠溶液反应生成溴化钠、次溴酸钠和水,因此为了得到纯净无色的溴苯,可加入NaOH试剂后,得到溴苯和水层溶液,然后进行的分离提纯操作为分液,此操作所需的玻璃仪器有分液漏斗、烧杯;
(5)①根据定位规则,由合成 共2步反应,根据信息先用氯气取代,再发生硝化反应,因此第二步反应的化学方程式:+HNO3(浓)+H2O;
②有机物在铁粉条件下发生溴代反应,根据信息,含有—CH3,使新的取代基进入它的邻位或对位;含有—NO2,使新取代基进入它的间位;因此生成一溴代物可能的结构简式: 、。
15.(22-23高二下·天津南开·期中)实验室用乙醇与浓硫酸共热制取乙烯,常因温度过高而含有气体,实验室中利用如图所示装置验证混合气体中是否含有乙烯和。
(1)仪器a的名称是 ,碎瓷片的作用是 。
(2)向烧瓶中加入乙醇与浓硫酸的顺序是先加 ,后加 。
(3)A、B、C、D装置中盛放的试剂是(填序号)。
A ,B ,C ,D 。
供选试剂:①溶液,②品红溶液,③酸性溶液
(4)能说明气体存在的现象是 。
(5)证明含有乙烯的现象是 ,说明乙烯具有 性。
【答案】(1) 蒸馏烧瓶 防止暴沸
(2) 乙醇 浓硫酸
(3) ② ① ② ③
(4)A中品红溶液褪色
(5) C中品红溶液不褪色,D中酸性高锰酸钾溶液褪色 还原
【分析】乙醇和浓硫酸加热到170℃发生反应,生成乙烯,由于浓硫酸具有脱水性,脱水生成的碳与浓硫酸反应生成二氧化硫、二氧化碳和水,检验时先用品红检验二氧化硫,再用氢氧化钠溶液吸收二氧化硫,再用品红检验二氧化硫是否除尽,再用酸性KMnO4溶液检验乙烯。
【详解】(1)根据图中信息得到仪器a的名称是蒸馏烧瓶,实验室制备乙烯,加热到170℃,因乙醇的沸点低,易暴沸,因此碎瓷片的作用是防止暴沸;故答案为:蒸馏烧瓶;防止暴沸。
(2)乙醇的密度小,浓硫酸的密度大,为防止液体溅出,应将浓硫酸缓慢加入乙醇中,即向烧瓶中加入乙醇与浓硫酸的顺序是先加乙醇,后加浓硫酸;故答案为:乙醇;浓硫酸。
(3)生成的二氧化硫、乙烯,先用品红检验二氧化硫,再用氢氧化钠溶液吸收二氧化硫,再用品红检验二氧化硫是否除尽,再用酸性高锰酸钾溶液检验乙烯,因此A为品红溶液,B为溶液,C为品红溶液,D为酸性溶液;故答案为:②;①;②;③。
(4)用二氧化硫能使品红溶液褪色来说明气体存在,其现象是品红溶液褪色;故答案为:A中品红溶液褪色。
(5)乙烯能被酸性高锰酸钾溶液氧化,因此证明含有乙烯的现象是C中品红溶液不褪色,D中酸性高锰酸钾溶液褪色,酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,两者发生氧化还原反应,则说明乙烯具有还原性;故答案为:C中品红溶液不褪色,D中酸性高锰酸钾溶液褪色;还原。
16.(22-23高二下·新华中学·期中)某化学兴趣小组选用下列装置和药品制取纯净乙炔并进行有关乙炔性质的探究。请回答下列问题:
(1)A中制取乙炔的化学方程式为 。
(2)制乙炔时,为了控制反应速率,分液漏斗中装的溶液是 。
(3)用电石制得的乙炔中常含有、等杂质,除去杂质应选用 装置(填装置序号)。
(4)验证电石与水反应生成的乙炔和溴发生加成反应,下列叙述不正确的是 (填字母)。
a.使溴水褪色的反应,就是加成反应
b.使溴水褪色的反应,因为有杂质,未必是加成反应
c.使溴水褪色的物质,因为有杂质,未必是乙炔
d.使溴水褪色的物质,就是乙炔
【答案】(1)CaC2+2H2O→CHCH↑+Ca(OH)2
(2)饱和食盐水
(3)CD
(4)bc
【分析】利用电石与饱和食盐水作用制备乙炔,通过硫酸铜溶液除去、等杂质,干燥后收集;
【详解】(1)A中利用电石与水反应制取乙炔,反应的化学方程式为CaC2+2H2O→CHCH↑+Ca(OH)2;
(2)CaC2与H2O反应非常剧烈,产生乙炔的速率很快,为了控制反应速率,用饱和食盐水与电石反应,分液漏斗中的溶液是饱和食盐水;
(3)H2S、PH3均能与CuSO4溶液发生反应而被吸收,故除去杂质选用C装置,碱石灰(NaOH、CaO的混合物)、无水CaCl2都具有吸水性,但碱石灰还能够吸收酸性气体,故干燥乙炔最好选用D装置;
(4)生成的乙炔中含有H2S、PH3等杂质,H2S能与Br2发生氧化还原反应,从而使溴水褪色,故使溴水褪色发生的反应未必是加成反应,使溴水褪色的物质未必是乙炔,答案选bc。
17.(23-24高二下·天津十二校·期中)环己烯是重要的化工原料。其实验室制备流程如下:
+H2O
密度()
熔点(℃)
沸点(℃)
溶解性
摩尔质量()
环己醇
0.96
25
161
能溶于水
100
环己烯
0.81
83
难溶于水
82
(1)制备粗品:采用如图所示装置,用环己醇制备环己烯。
将10.0环己醇加入试管A中,再加入1mL浓硫酸,摇匀放入碎瓷片,缓慢加热至反应完全,在试管C内得到环己烯粗品。
①原料环己醇中若含苯酚杂质,检验试剂为 ,现象为 。
②A中碎瓷片的作用是 。
③试管C置于冰水浴中的目的是 。
(2)制备精品:
①环己烯粗品中含有环己醇和少量有机酸性杂质等。加入饱和食盐水,振荡、青置、分层,环己烯在 层(填“上”或“下”),分液后用 洗涤(填字母)。
A.溶液 B.稀 C.溶液
②再将环己烯进行蒸馏,收集产品时,应收集 ℃的馏分,若最终收集到环己烯5.74g,则产率为 。
【答案】(1) FeCl3溶液 溶液将显示紫色 防暴沸 冷凝环己烯,减少环己烯的挥发
(2) 上 C 83 70%
【分析】环己醇和浓硫酸在水浴加热下反应生成环己烯、经冰水浴冷凝得到,所得粗产品中含有的有机酸可以通过碳酸钠溶液除去,有机物粗产品再通过蒸馏可得到环己烯。粗品中含环己醇、精品中无环己醇,可利用环己醇能与金属钠反应产生氢气、环己烯不与钠反应予以鉴别,也可利用混合物无固定沸点、纯净物有固定沸点予以鉴别。
【详解】(1)①检验苯酚的首选试剂是FeCl3溶液,原料环己醇中若含苯酚杂质,加入FeCl3溶液后,溶液将显示紫色;
②对液体加热时,为了防止暴沸常常要加入沸石或碎瓷片,A中碎瓷片的作用是防暴沸;
③根据题目所给信息可知环己烯熔沸点较低,所以置于冰水浴中,降低温度,防止环己烯挥发;
(2)①环己烯粗品中含有环己醇和少量酸性杂质等。环己烯密度比水小,在上层;其中含有碳碳双键,可以被KMnO4溶液氧化,稀H2SO4不能除去,反而能引入新的酸性杂质,只有Na2CO3溶液,不能与环己烯反应,可以与酸性杂质反应,故选C;
②环己烯的沸点为83℃,收集产品时,应收集83℃的馏分。10.0即0.1mol环己醇参与反应,理论上可生成0.1mol即8.2g环己烯、若最终收集到环己烯,则产率为。
18.(22-23高二下·杨村一中·期中)Ⅰ.(1)下图实验装置中,仪器①的名称是 ,仪器②的名称是
(2)蒸馏时①中需加入 ,作用是 。冷凝管的进水口是 (a或b)
(3)用四氯化碳制取碘水中的碘时,碘的四氯化碳溶液呈 色,分液时,碘的四氯化碳溶液从分液漏斗 (填“上”或“下”)口倒出。
(4)选择下列实验方法分离物质,将分离方法的序号填在横线上:
A.蒸馏 B.重结晶 C.分液 D.萃取分液
① 分离水和四氯化碳的混合物
② 从硝酸钾和氯化钠的混合溶液中获得硝酸钾
③ 分离酒精(沸点为为78.1℃)和甲苯(沸点为110.6℃)的混合物
④ 用苯提取溴水中的溴单质
Ⅱ.为了测定某有机物A的结构,做如下实验:
①将2.3g该有机物完全燃烧,生成0.1molCO2和2.7g水;
②用质谱仪测定其相对分子质量,得如图1所示的质谱图;
③用核磁共振仪处理该化合物,得到如图2所示图谱;
试回答下列问题:
(5)有机物A的相对分子质量是 。
(6)有机物A的分子式是 。
(7)写出有机物A的结构简式: 。
(8)有机物B的质谱图如图1,红外光谱图如图2所示:则B的结构简式为 。
图1
图2
【答案】 蒸馏烧瓶; 分液漏斗; 沸石或碎瓷片; 防止溶液因剧烈反应而暴沸; b; 紫红色; 下; C B A D 46 C2H6O; CH3CH2OH; CH3CH2OCH2CH3;
【详解】Ⅰ.(1)图示实验装置中,装置Ⅰ是用于蒸馏的装置,仪器①的名称是蒸馏烧瓶,装置Ⅱ是分液的装置,仪器②的名称是分液漏斗;故答案为:蒸馏烧瓶;分液漏斗;
(2)蒸馏时①中需加入沸石或碎瓷片 ,作用是防止溶液因剧烈反应而暴沸,冷凝管中的水与蒸馏出的蒸汽逆向对流,冷却效果会更好,所以冷凝管的进水口是b;故答案为:沸石或碎瓷片;防止溶液因剧烈反应而暴沸;b;
(3)碘在有机溶剂中的溶解度大于在水中的溶解度,用四氯化碳制取碘水中的碘时,碘的四氯化碳溶液呈紫红色;四氯化碳密度大于水的密度,分液时,碘的四氯化碳溶液从分液漏斗或下口倒出。故答案为:紫红色;下;
(4) ①水和四氯化碳互不相容,分层,用分液法分离水和四氯化碳的混合物;故选C;
②硝酸钾的溶解度受温度影响大,而氯化钠的溶解度受温度影响不大,则用冷却结晶法从硝酸钾和氯化钠的混合溶液中获得硝酸钾,故选B;
③酒精和甲苯互相溶解,且沸点相差较大,应选用蒸馏法分离酒精和甲苯的混合物;故选A;
④溴不易溶于水,易溶于有机溶剂,应用萃取分液的方法用苯提取溴水中的溴单质,故选
D;
Ⅱ.(5)根据质荷比可知,有机物A的相对分子质量为46,;故答案为46;
(6) 2.3g该有机物完全燃烧,生成0.1molCO2和2.7g水;则;;,;m(C)+m(H)=1.2g+0.3g=1.5g<2.3g,所以A物质中除了含碳氢元素外还含有氧元素,m(O)=2.3g-1.5g=0.8g,则,,故该有机物的实验式为C2H6O,H原子已经饱和,最简式即为分子式,故答案为:C2H6O;
(7)由图2可知氢原子有三种,且个数比为3:2:1,故有机物A的结构简式:CH3CH2OH;故答案为:CH3CH2OH;
(8)有机物B的质谱图可知该有机物的相对分子质量为74,由红外光谱图可看出该分子中含有对称的-CH3,对称的-CH2-,含有C-O-C单键,可得分子的结构简式为CH3CH2OCH2CH3;故答案为:CH3CH2OCH2CH3;
【点睛】该题考查实验仪器的名称,物质分离的方法,有机物分子式和结构式的确定等知识,知识比较全面,内容较多,难度适中。
19.(22-23高二下·天津静海·期中)为探究实验室制乙烯及乙烯和溴水的加成反应。甲同学设计了如图所示的实验装置,并进行了实验。当温度升至170℃左右时,有大量气体产生,产生的气体通入溴水中,溴水的颜色迅速褪去。甲同学认为达到了实验目的。乙同学仔细观察了甲同学的整个实验过程,发现当温度升到100℃左右时,无色液体开始变色,到160℃左右时,混合液全呈黑色,在超过170℃后生成气体速度明显加快,生成的气体有刺激性气味。由此他推出,产生的气体中应有某杂质,可能影响乙烯的检出,必须除去。据此回答下列问题:
(1)浓硫酸和无水乙醇要事先混合,混合的方法是 。
(2)写出甲同学实验中两个主要反应的化学方程式: ; 。
(3)乙同学认为因刺激性气体的存在不能认为溴水褪色是乙烯的加成反应造成的。原因是(用化学方程式表示): 。
(4)丙同学根据甲、乙同学的分析,认为还可能有CO、CO2两种气体产生。为证明CO存在,他设计了如下过程(该过程可把实验中产生的有机产物除净):发现最后气体经点燃是蓝色火焰,确认有一氧化碳。
①设计装置a的作用是 。
②浓氢氧化钠的作用是 。
③浓溴水的作用是 。
④稀溴水的作用是 。
【答案】 将浓硫酸缓慢注入无水乙醇中并不断搅拌 CH3CH2OH CH2=CH2↑+H2O CH2=CH2+Br2 CH2Br-CH2Br Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4 防倒吸装置 除去SO2和CO2 吸收乙烯 检验乙烯、SO2是否除净
【详解】(1)浓硫酸溶于水放热,且浓硫酸的密度大于乙醇,所以浓硫酸和无水乙醇混合的方法是将浓硫酸缓慢注入无水乙醇中并不断搅拌。(2)甲同学实验中两个主要反应的化学方程式一是利用乙醇在浓硫酸的催化作用下发生分子内脱水制取乙烯,乙醇发生了消去反应:CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O,二是乙烯与溴水的加成反应:CH2=CH2+Br2CH2Br-CH2Br。(3)乙同学仔细观察了甲同学的整个实验过程,发现当温度升到100℃左右时,无色液体开始变色,到160℃左右时,混合液全呈黑色,浓硫酸具有强氧化性,能氧化乙醇,把乙醇氧化成碳,同时自身被还原成二氧化硫;二氧化硫和溴发生氧化还原反应生成氢溴酸和硫酸:Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4。(4)①乙烯易溶于溴水中,装置内的大气压与外面的大气压有一定的差值,设计装置a可防止浓溴水倒吸到制乙烯的反应容器中;②由于二氧化硫和二氧化碳会干扰后续实验,则浓氢氧化钠的作用是除去SO2和CO2;③溴水与二氧化硫发生氧化还原反应,溴被二氧化硫中+4价的硫还原成-1价的溴,+4价的硫被溴氧化成+6价的硫,溴水褪色,因此浓溴水的作用是吸收乙烯;④乙烯和溴水中的溴发生加成反应,溴水褪色,可检验乙烯的存在,二氧化硫和溴发生氧化还原反应生成氢溴酸和硫酸,所以稀溴水的作用是检验乙烯、二氧化硫是否除尽。
点睛:本题考查了乙烯的实验室制法以及产物的检验,掌握相关物质的基本化学性质是解答本题的关键,平时须注意积累相关基础知识的积累。设计实验时一定要注意实验方案的严密性、科学性和可操作性。
20.(23-24高二下·天津·期中)下列实验处理可行的有几项
①将CH3CH(OH)CHO与NaOH的醇溶液共热制备CH3CH=CH2
②向丙烯醛(CH2=CHCHO)中加入溴水,观察橙色褪去,能证明结构中存在碳碳双键
③实验时手指不小心沾上苯酚,立即用乙醇冲洗,再用水冲洗
④用溴水除去混在苯中的己烯,分液得到纯净的苯
⑤利用重结晶法可以提纯含有少量NaCl的苯甲酸
⑥在分别盛有少量苯和四氯化碳的试管中加碘水后振荡,可根据现象区分苯和四氯化碳
⑦向含有苯酚的苯中加入碳酸钠溶液,反应后分液,可除去苯中的少量苯酚
⑧用碳酸钠溶液可区分乙醇、甲苯、乙酸、溴乙烷和苯
⑨煤油的主要成分为烃类物质,可用来保存金属钠
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】C
【详解】①醇消去反应的条件浓硫酸加热,故将CH3CH(OH)CHO与浓硫酸共热制备CH3CH=CH2,①不合题意;②醛基也能被溴水氧化而褪色,故向丙烯醛(CH2=CHCHO)中加入溴水,观察橙色褪去,即不能用溴水褪色来证明结构中存在碳碳双键,②不合题意;③苯酚易溶于乙醇,故实验时手指不小心沾上苯酚,立即用乙醇冲洗,再用水冲洗,③符合题意;④己烯和溴水反应生成1,2-二溴环己烷1,2-二溴环己烷易溶于苯,故不能用溴水除去混在苯中的己烯,④不合题意;⑤氯化钠、苯甲酸的溶解度受温度影响不同,且可将杂质残留在母液中,则可用重结晶法来提纯,⑤符合题意;⑥在分别盛有少量苯和四氯化碳的试管中加碘水后振荡,与碘水混合后,分层现象苯为上层呈紫红色,CCl4为下层呈紫红色,现象不同,可根据现象区分苯和四氯化碳,⑥符合题意;⑦苯酚与碳酸钠溶液反应生成易溶于水的苯酚钠,与苯分层,然后分液可分离,⑦符合题意;⑧向碳酸钠溶液中分别加入乙醇、甲苯、乙酸、溴乙烷和苯,分别可观察到溶液互溶;液体分层,有机层在上;产生无色气泡;液体分层有机层在下;液体分层有机层在上;故用碳酸钠溶液无法区分甲苯和苯,⑧不合题意;⑨煤油的主要成分为烃类物质,密度比钠的小,可用来保存金属钠,⑨符合题意;综上分析可知,③⑤⑥⑦⑨等5项符合题意,故答案为:C。
21.(23-24高三下·天津十二校·期中)用氧化甲苯制备苯甲酸。实验方法:将甲苯和溶液在100℃反应一段时间后停止反应,过滤,将含有苯甲酸钾和甲苯的滤液按如下流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯。
下列说法不正确的是
A.操作I需用分液漏斗完成
B.无色液体A是甲苯,白色固体B是苯甲酸
C.浓盐酸的作用是:+HCl→+KCl
D.为了得到更多的白色固体B,冷却结晶时温度越低越好
【答案】D
【分析】将含有苯甲酸钾(C6H5COOK)和甲苯的滤液分液得到有机溶液和水溶液,水溶液中加入浓盐酸生成苯甲酸,冷却结晶后过滤得到苯甲酸晶体,有机溶液中加入硫酸钠干燥过滤,然后分液得到甲苯。
【详解】A.操作Ⅰ分离出有机溶液和水溶液,操作方法为分液,需要用分液漏斗完成,故A正确;
B.根据分析可知,无色液体A为甲苯,白色固体B为苯甲酸,故B正确;
C.根据强酸制取弱酸原理,加入浓盐酸将转化成溶解度较小的苯甲酸,发生反应为+HCl→+KCl,故C正确;
D.温度太低杂质溶解度降低,可析出杂质,导致产物不纯,故D错误;
故选D。
22.(22-23高二上·天津和平·期中)下列实验操作与实验目的都正确的是
选项
实验操作
实验目的
A
取两支试管分别加入2mL1mol/L的KI溶液和2滴淀粉溶液,再将两支试管分别置于冷水和热水中,比较溶液出现蓝色的时间
探究温度对反应速率的影响
B
向装有2mL5%H2O2溶液的两支试管中分别滴0.lmol·L-1FeCl3和CuCl2溶液各1mL,摇匀,比较两支试管产生气泡的快慢
探究催化剂具有选择性
C
取两支试管,分别加入4mL0.01mol/L和4mL0.02mol/L的KMnO4溶液,然后向两支试管中各加2mL 0.02mol/L H2C2O4溶液,分别记录两支试管中溶液褪色所需的时间
探究浓度对反应速率的影响
D
乙酸与乙醇发生酯化反应时,往往会加入浓硫酸
利用浓硫酸的脱水性使平衡正移,提高乙酸乙酯的产率
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】
A.取两支试管分别加入2mL1mol/L的KI溶液和2滴淀粉溶液,淀粉与碘单质变蓝,两试管均不变蓝,实验无法完成,A项错误;
B.向装有2mL5%H2O2溶液的两支试管中分别滴0.lmol·L-1FeCl3和CuCl2溶液各1mL,除催化剂外,其他条件均相同,控制单一变量,B项正确;
C.草酸与高锰酸钾需要在酸性条件才可反应,实验未酸化,探究无法实现,C项错误;
D.利用浓硫酸的吸水性使平衡正移,提高乙酸乙酯的产率,D项错误;
故选B。
23.(22-23高二下·天津一中·期中)青蒿素是烃的含氧衍生物,为无色针状晶体,在甲醇、乙醇、乙醚、石油醚中可溶解,在水中几乎不溶,熔点为156-157℃,热稳定性差,青蒿素是高效的抗疟药。已知:乙醚沸点为35℃,从青蒿素中提取青蒿素的方法之一是以萃取原理为基础的,主要有乙醚萃取法和汽油浸取法。乙醚浸取法的主要工艺如图所示:
(1)操作I、Ⅱ中,不会用到的装置是 (填序号)。
A. B. C.
(2)向干燥、破碎后的黄花蒿中加入乙醚的作用是 。
(3)操作Ⅱ的名称是 ,操作Ⅲ的主要过程可能是 (填字母)。
A.加水溶解,蒸发浓缩、冷却结晶
B.加95%的乙醇,浓缩、结晶、过滤
C.加入乙醚进行萃取分液
(4)下列有关青蒿素研究的说法正确的是 。
A.利用黄花蒿茎叶研究青蒿素结构的基本步骤:分离、提纯→元素分析确定实验式→测定相对分子质量确定分子式→波谱分析确定结构式
B.可用X射线衍射测定分子的空间结构
C.元素分析仪可以确定青蒿素中是否含有C、H、O等元素
D.可用质谱法确定分子中含有何种官能团的信息
(5)青蒿素分子中的含氧官能团除过氧基(-O-O-)外,还有 (写名称)。
【答案】(1)C
(2)浸取青蒿素
(3) 蒸馏 B
(4)ABC
(5)醚键、酯基
【分析】由题给流程可知,将黄花蒿干燥、破碎后,加入乙醚溶解浸取青蒿素,过滤得到残渣和浸取液;浸取液经蒸馏得到乙醚和青蒿素粗品,粗品中加95%的乙醇,浓缩、结晶、过滤得到青蒿素精品。
【详解】(1)由分析可知,操作I为过滤、操作Ⅱ为蒸馏,则操作I、Ⅱ中,不会用到的装置是灼烧,故选C;
(2)由分析可知,将黄花蒿干燥、破碎后,加入乙醚的目的是溶解浸取青蒿素,故答案为:浸取青蒿素;
(3)由分析可知,操作Ⅱ为蒸馏,再利用青蒿素在水中几乎不溶进行重结晶提纯,则操作Ⅲ为向粗品中加95%的乙醇,浓缩、结晶、过滤得到青蒿素精品,故选B,故答案为:蒸馏;B;
(4)A.由有机物研究的一般步骤可知,利用黄花蒿茎叶研究青蒿素结构的基本步骤为分离、提纯→元素分析确定实验式→测定相对分子质量确定分子式→波谱分析确定结构式,故正确;
B.利用X射线衍射的方法可以测定分子的空间结构,故正确;
C.利用元素分析仪可以确定青蒿素分子中是否含有碳、氢、氧等元素,故正确;
D.利用质谱法可以确定青蒿素分子的相对分子质量,但不能确定含有何种官能团,故错误;
故选ABC;
(5)由结构简式可知,青蒿素分子中的含氧官能团为过氧基、醚键和酯基,故答案为:醚键、酯基。
24.(22-23高二下·天津和平·期中)某校学生用如图所示装置进行实验,以探究苯与溴发生反应的原理并分离提纯反应的产物。回答下列问题:
(1)仪器A的名称是 ,冷凝管所起的作用为冷凝回流蒸气,冷凝水从 (填“a”或“b”口)进入。
(2)实验开始时,关闭、开启和分液漏斗活塞,滴加苯和液溴的混合液,反应开始,III中小试管内苯的作用是 。
(3)能说明苯与液溴发生了取代反应的现象是 ;若把III中洗气瓶内的硝酸银溶液换为 (填试剂名称),当出现 现象也能说明发生了取代反应。
(4)四个实验装置中能起防倒吸作用的装置有 (填装置编号)。
(5)将三颈烧瓶内反应后的液体依次进行下列实验操作就可得到较纯净的溴苯。用蒸馏水洗涤,振荡,分液;用5%的NaOH溶液洗涤,振荡,分液;用蒸馏水洗涤,振荡,分液;加入无水氯化钙干燥; (填操作名称。)
(6)将有机物A置于氧气流中充分燃烧,A和氧气恰好完全反应且消耗6.72L(标准状况)氧气,生成5.4g 和8.8g ,则A的最简式为 。
(7)要确定该有机物A的分子式,还需要测定 ,目前最精确、最快捷的测定方法是 。
(8)若核磁共振氢谱如下图,则该分子可能为 (填名称)。
【答案】(1) 分液漏斗 a
(2)吸收溴蒸气
(3) Ⅲ中硝酸银溶液内有浅黄色沉淀生成 石蕊 溶液变红
(4)Ⅲ、Ⅳ
(5)蒸馏
(6)C2H6O
(7) 相对分子质量 质谱法
(8)CH3CH2OH
【分析】利用苯和液溴的混合物在铁丝作用下,由生成的溴化铁起催化作用,生成溴苯,通过冷凝管冷凝,进入上层为苯下层为硝酸银溶液的小试管检验产生的溴化氢,从面验证反应为取代反应,最后注意尾气处理。
【详解】(1)根据仪器的构造可知仪器A的名称是分液漏斗;冷凝管采用逆向通水,即从a进水,使气体与水充分接触,冷凝效果好,故答案为: 分液漏斗;a;
(2)皿中小试管内苯的作用是除去溴化氢中的溴蒸气,避免干扰溴离子检验,故答案为:吸收溴蒸气;
(3)因从冷凝管出来的气体为溴化氢,溴化氢不溶于苯,溴化氢能与硝酸银反应生成溴化银沉淀,若把III盛于洗气瓶内的硝酸银溶液换为石蕊试液,溶液变红色说明生成了HBr,
故答案为:Ⅲ中硝酸银溶液内有浅黄色沉淀生成;石蕊;溶液变红;
(4)装置III中的导管没有与溶液接触,能防倒吸,IV中干燥管上方面积较大,当液体倒吸后靠自身重量回落防止了倒吸,
故答案为:Ⅲ、Ⅳ;
(5)加入无水CaCl2粉末干燥,然后通过蒸馏操作,获得纯净的溴苯,故答案为:蒸馏;
(6)根据质量守恒定律可知,化合物中所含C元素质量为:8.8g×=2.4g,所含H元素质量为:5.4g×=0.6g,二氧化碳和水中的氧元素质量之和为(8.8g-2.4g)+(5.4g-0.6g)=11.2g,而氧气的质量为×32g/mol=9.6g,所以有机物中氧元素质量为11.2g-9.6g=1.6g,n(C):n(H):n(O)=::=2:6:1,所以化合物的最简式是C2H6O;
(7)已知最简式为C2H6O,只要再知道有机物的相对分子质量,即可求出其分子式;目前最精确、最快捷的测定方法是质谱法;
(8)在最简式C2H6O中,C、H原子已经达到饱和,其实验式即为分子式,即分子式为C2H6O,该化合物可能为乙醇,也可能为二甲醚,而核磁共振氢谱表明其分子中有三种化学环境不同的氢原子,强度之比为3:2:1,则该化合物为乙醇,结构简式为CH3CH2OH;
故答案为:CH3CH2OH。
25.
(23-24高二下·天津河西·期中)苯甲醛在碱性条件下可发生反应:。相关物质的物理性质如下表:
苯甲醛
苯甲醇
苯甲酸
苯
溶解性
水中
微溶
微溶
温度
溶解度
不溶
17℃
0.21g
25℃
0.34g
100℃
5.9g
有机溶剂中
易溶
易溶
易溶
易溶
密度(20℃)/
1.0
1.0
1.3
0.9
沸点/℃
178
205
249
80
熔点/℃
26
―15
122
5.4
制备苯甲醇和苯甲酸的实验流程及主要实验装置(部分加热和固定装置已略)如下:
(1)第①步所用装置(如图1),用搅拌器的目的是 。仪器B的作用是 。
(2)第②步所用玻璃仪器有烧杯、 。
(3)第③步采用沸水浴加热蒸馏,收集到的馏分为 ;再进行第④步,操作如图2所示。图2中有一处明显错误,正确的应改为 。
(4)第⑤步反应的离子方程式为 ;冷水洗涤沉淀X的优点是 ;检验沉淀X洗涤干净与否的操作: 。
【答案】(1) 加快NaOH与苯甲醛反应速率 冷凝回流
(2)分液漏斗
(3) 苯 温度计的水银球放在蒸馏烧瓶的支管口处
(4) 苯甲酸沉淀在冷水中的溶解度非常小,在热水中的溶解度较大,故用冷水洗涤,减少产品的损失 取最后一次洗涤液少许于试管中,向试管中滴加硝酸酸化的硝酸银溶液,若无明显现象,则沉淀洗涤干净,若有白色沉淀生成,则沉淀没有洗涤干净
【分析】苯甲醛和氢氧化钠溶液发生反应①,生成混合液为苯甲醇和苯甲酸钠,经过苯萃取后得到上层清液含有苯甲醇的苯溶液,蒸馏得到苯甲醇;下层为苯甲酸钠溶液,加入浓盐酸后得到苯甲酸,重结晶后得到苯甲酸。
【详解】(1)①搅拌器搅拌溶液可以加快NaOH与苯甲醛反应速率,故答案为:加快NaOH与苯甲醛反应速率;
②仪器B为(球形)冷凝管,起到冷凝回流的作用,故答案为:冷凝回流;
(2)第②步操作是萃取分液,用到的玻璃仪器有分液漏斗、烧杯,故答案为:分液漏斗;
(3)①上层液体是C6H5CH2OH的苯溶液,第③步采用沸水浴加热蒸馏,水的沸点为100℃,由表中所给物质的沸点可知,苯的沸点80℃,C6H5CH2OH的沸点205℃,则收集到的馏分为苯,故答案为:苯;
②图2进行操作时,温度计的水银球插入液体中是错误的,蒸馏时,需要测量蒸出的馏分蒸汽的温度,所以温度计的水银球应该放在蒸馏烧瓶的支管口处,故答案为:温度计的水银球放在蒸馏烧瓶的支管口处;
(4)①第⑤步反应为强酸制弱酸,盐酸与C6H5COONa反应生成C6H5COOH,离子方程式为,故答案为:;
②苯甲酸沉淀在冷水中的溶解度非常小,在热水中的溶解度较大,故用冷水洗涤,减少产品的损失,答案为:苯甲酸沉淀在冷水中的溶解度非常小,在热水中的溶解度较大,故用冷水洗涤,减少产品的损失;
③检验沉淀X洗涤干净,检验最后一次洗涤液中是否含有Cl−,操作如下:取最后一次洗涤液少许于试管中,向试管中滴加硝酸酸化的硝酸银溶液,若无明显现象,则沉淀洗涤干净,若有白色沉淀生成,则沉淀没有洗涤干净,故答案为:取最后一次洗涤液少许于试管中,向试管中滴加硝酸酸化的硝酸银溶液,若无明显现象,则沉淀洗涤干净,若有白色沉淀生成,则沉淀没有洗涤干净。
26.(23-24高二下·天津和平·期中)某实验小组用如图所示装置制备一硝基甲苯(包括对硝基甲苯和邻硝基甲苯),反应原理为:
实验步骤:
①浓硝酸与浓硫酸按体积比1∶3配制混合溶液(即混酸)共40 mL;
②在三颈烧瓶中加入13 g甲苯(易挥发),按如图所示装好药品和其他仪器;
③向三颈烧瓶中加入混酸;
④控制温度约为50~55℃,反应大约10 min,三颈烧瓶底部有大量淡黄色油状液体出现;
⑤分离出一硝基甲苯,经提纯最终得到对硝基甲苯和邻硝基甲苯共15 g。
相关物质的性质如下:
有机物
熔点
沸点/℃
溶解性
甲苯
0.866
110.6
不溶于水
对硝基甲苯
1.286
237.7
不溶于水,易溶于液态烃
邻硝基甲苯
1.162
222
不溶于水,易溶于液态烃
(1)仪器A的名称是 。
(2)仪器B的作用是 ,进水口是 (填“a”或“b”)。
(3)为了使反应在50℃~60℃下进行,常用的加热方法是 。
(4)若实验后在三颈烧瓶中收集的产物较少,可能的原因是 。
(5)写出甲苯与混酸反应生成邻硝基甲苯的化学方程式: 。
(6)分离反应后产物的方案如下:
操作1的名称是 ,操作2的名称是 。
操作2中不需要用到下列仪器中的 (填字母)。
a.冷凝管 b.酒精灯 c.温度计 d.分液漏斗 e.蒸发皿
(7)本实验中一硝基甲苯的产率为 (保留小数点后一位)。
【答案】(1)分液漏斗
(2) 冷凝回流 a
(3)水浴加热
(4)混酸未冷却即加入三颈烧瓶(或水浴温度过高),导致反应温度过高而产生大量副产物或冷凝效果不佳导致浓硝酸、甲苯等反应物挥发而降低一硝基甲苯的产率
(5)
(6) 分液 蒸馏 de
(7)77.5%
【分析】该实验中混酸与甲苯在50-55℃下反应生成对硝基甲苯和邻硝基甲苯,冷凝管起到冷凝回流的作用,冷凝管接水口下进上出。
【详解】(1)根据图示装置可知,A为分液漏斗;
(2)仪器B冷凝管的作用是冷凝回流,进水口是a;
(3)为了使反应在50℃~60℃下进行,常用的加热方法是水浴加热;
(4)实验后在三颈烧瓶中收集的产物较少,可能的原因为混酸未冷却即加入三颈烧瓶(或水浴温度过高),导致反应温度过高而产生大量副产物或冷凝效果不佳导致浓硝酸、甲苯等反应物挥发而降低一硝基甲苯的产率;
(5)
甲苯与浓硝酸、浓硫酸在加热条件下发生硝化反应生成邻硝基甲苯和水,化学方程式为;
(6)有机混合物和无机混合物通常不能互溶,故操作1的名称为分液;由表中数据可知甲苯、邻、对硝基甲苯沸点相差较大,故操作2为蒸馏,需要用到冷凝管、酒精灯、温度计、不需要用到分液漏斗和蒸发皿,答案选de;
(7)根据化学方程式可知,1mol甲苯可生成1mol一硝基甲苯,13g甲苯完全反应,理论上生成一硝基甲苯的质量为g=19.36g,实际生成一硝基甲苯的质量为15g,因此本实验中一硝基甲苯的产率为。
27.(23-24高二下·天津南开·期中)醇脱水是合成烯烃的常用方法,实验室合成环己烯的反应和实验装置(省略加热和部分夹持装置)如图:
可能用到的有关数据如表:
性质物质
相对分子质量
沸点/℃
密度/
溶解性
环己醇
100
161
0.9618
微溶于水
环己烯
82
83
0.8102
难溶于水
合成反应:在a中加入20g环己醇和少量碎瓷片,在搅动下慢慢加入1mL浓;控制馏出物的温度不超过90℃。
分离、提纯:反应得到的粗产物倒入分液漏斗中,分别用少量5%的碳酸钠溶液和蒸馏水洗涤,分离后加入无水氯化钙颗粒,静置一段时间后弃去氯化钙,最终通过蒸馏得到10g纯净环己烯。
回答下列问题:
(1)装置b的名称是 。
(2)加入碎瓷片的作用是 ,在合成步骤中,应按照 的顺序操作(填入序号)
A.先向b中通入冷却水,再开始缓慢加热a B.先开始缓慢加热a,再向b中通入冷却水
(3)分液漏斗在使用前须清洗干净并 ,在本实验分离过程中,产物应该从分液漏斗的 (填“上口倒出”或“下口放出”)。
(4)分离、提纯过程中加入无水氯化钙的目的是 。
【答案】(1)直形冷凝管
(2) 防止暴沸 A
(3) 检漏 上口倒出
(4)干燥环己烯
【详解】(1)根据仪器的构造可知装置b的名称是冷凝管;
(2)加入碎瓷片的作用是防止暴沸;在合成步骤中,应先向b中通入冷却水,再开始缓慢加热a,答案选A;
(3)分液漏斗在使用前应清洗干净并检查是否漏水。产物中环己烯难溶于水且密度比水的小,静置后在上层,无机相在下层,下层液体从下口放出,上层液体从上口倒出;
(4)加入无水氯化钙的目的是干燥环己烯。
28.(23-24高二下·天津宝坻·期中)为确定某烃的含氧衍生物W的结构,进行如下实验。
.用燃烧法确定W(图中样品)的实验式的装置如图(夹持装置已省略)。回答下列问题:
(1)装置A用来制备氧气,仪器a的名称为 ,仪器a中盛装的试剂是 (填化学式)。
(2)B装置中浓硫酸的作用是 ,C装置中CuO的作用是 。
(3)D中试剂X的作用是吸收水蒸气,X可选择 (填序号)。
a.无水 b.氢氧化钠固体 c.CaO
(4)F中碱石灰的作用是 。
.
(5)使用现代分析仪器对W的分子结构进行测定,相关结果如下:
①根据图中信息可知,W的相对分子质量为 。
②若有机样品质量为4.4g,实验结束后,D装置增重3.6g,E装置增重8.8g。则该有机物的分子式为 。
③通过 (填序号),可以确定W分子中所含的化学键或官能团信息。
a.红外光谱图 b.核磁共振氢谱图 c.色谱法
【答案】(1) 分液漏斗 H2O2
(2) 吸收水分,干燥氧气 使有机物充分氧化生成CO2和H2O
(3)a
(4)吸收CO2气体
(5) 88 C4H8O2 a
【分析】A用来制取反应所需的氧气、B用来吸收水、C是在电炉加热时用纯氧气氧化管内样品、D用来吸收产生的水、E吸收二氧化碳,装置F吸收空气中水和二氧化碳;
【详解】(1)仪器a的名称为分液漏斗,装置A用来制备氧气,过氧化氢在二氧化锰催化下分解生成水和氧气,仪器a中盛装的试剂是H2O2;
(2)浓硫酸具有吸水性,B装置中浓硫酸的作用是吸收水分,干燥氧气;有机物燃烧产物中会有部分CO,CuO的作用是使有机物充分氧化生成CO2和H2O;
(3)D中试剂X的作用是吸收水蒸气,X可选择无水,故选a;
(4)F中碱石灰的氢氧化钠可以完全吸收反应生成的二氧化碳,它的作用是吸收CO2气体;
(5)②若有机样品质量为4.4g,物质的量为,D装置增重3.6g即生成水的质量,,E装置增重8.8g即生成二氧化碳的质量,,m(O)=4.4g-0.4mol×1g/mol-0.2mol×12g/mol=1.6g,,C、H、O个数比为0.2:0.4:0.1=2:4:1,结合相对分子质量为88,则该有机物的分子式为C4H8O2;
③红外光谱图可以获得分子中含有化学键或官能团的信息,通过红外光谱图,可以确定W分子中所含的化学键或官能团信息,故选a。
29.(23-24高二下·天津南开·期中)Ⅰ、按要求写出下列有机物的结构简式或名称:
(1)某链状烷烃的相对分子质量为114,它不能由任何一种烯烃与加成反应而得到,则该烷烃的结构简式为 ,系统命名为 。
(2)写出戊炔所有属于炔烃的同分异构体的结构简式 。
Ⅱ、有机物M(只含C、H、O三种元素中的两种或三种)具有令人愉悦的牛奶香气,主要用于配制奶油、乳品、酸奶和草莓等型香精,是我国批准使用的香料产品,其沸点为148℃。某化学兴趣小组从粗品中分离提纯有机物M,然后借助李比希法、现代科学仪器测定有机物M的分子组成和结构,具体实验过程如下:
步骤一:将粗品用蒸馏法进行纯化
(3)蒸馏装置如图所示
仪器a的名称是 ,图中虚线框内应选用右侧的 (填“仪器x”或“仪器y”)。
步骤二:确定M的实验式和分子式
(4)利用李比希法测得4.4g有机物M完全燃烧后产生8.8g和3.6g。
①M的实验式为 。
②已知M的密度是同温同压下二氧化碳密度的2倍,则M的分子式为 。
步骤三:确定M的结构简式
(5)M的核磁共振氢谱如图1所示,图中峰面积之比为1∶3∶1∶3;M的红外光谱如图2所示。
M中官能团的名称为 ,M的结构简式为 (填键线式)。
【答案】(1) (CH3)3CC(CH3)3 2,2,3,3-四甲基丁烷
(2)、、
(3) 蒸馏烧瓶 仪器y
(4) C2H4O C4H8O2
(5) 羟基、羰基
【详解】(1)烷烃C2H(2n+2),相对分子质量为114,烷烃是C8H18,不能由任何相同碳原子数的烯烃加H2得到,说明C原子上连接3个甲基,应为(CH3)3CC(CH3)3,选取最长碳链为主碳链含四个碳,离取代基近的一端编号,2号碳和3号碳分别有两个甲基,得到名称2,2,3,3-四甲基丁烷;故答案为:(CH3)3CC(CH3)3;2,2,3,3-四甲基丁烷;
(2)
戊炔所有属于炔烃的同分异构体的结构简式、、。故答案为:、、;
(3)蒸馏装置中,仪器a的名称是蒸馏烧瓶,图中虚线框内的仪器是斜放的冷凝管,为了防止液体残留,便于冷凝导气,应选用右侧的仪器y,故答案为:蒸馏烧瓶;仪器y;
(4)①由题目可知,8.8g CO2 含碳元素的质量是2.4g,3.6g H2O中含氢元素质量是0.4g,根据反应中元素守恒,4.4g有机物M含碳元素的质量是2.4g,含氢元素质量是0.4g,含氧元素的质量是1.6g,则有机物M中分子C、H、O原子个数比为 ,则有机物M的实验式是C2H4O,故答案是C2H4O;
②由pV=nRT得,同温同压下气体密度与气体的摩尔质量成正比。已知M的密度是同温同压下二氧化碳密度的2倍,则M的相对分子质量为2×44=88,则由实验式计算,(C2H4O)n的相对原子质量是88,则n=2,则有机物M的分子式是C4H8O2,故答案是C4H8O2;
(5)
由图2的红外光谱仪判断有机物M中含有的官能团是羟基、羰基;由峰面积之比是1∶3∶1∶3可知,M中具有两个甲基,则M的结构简式是CH3CHOHCOCH3,则其键线式是;故答案为:羟基、羰基;。
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题型05有机实验分析(解析版)
1.(22-23高二下·天津河北·期中)下列与有机实验有关的说法正确的是
A.将电石与水反应产生的气体通入酸性溶液中,溶液褪色说明有乙炔生成
B.制备硝基苯时,应先加2mL浓硫酸,再加入1.5mL浓硝酸,然后再滴入约1mL苯,最后水浴加热
C.要鉴别己烯中是否混有少量甲苯,应先加足量溴水,然后再加入酸性溶液
D.将苯、液溴、铁粉混合物反应产生的气体通入到溶液中有淡黄色沉淀产生,说明有HBr生成
【答案】C
【详解】A.乙炔中混有硫化氢,具有还原性,则气体通入酸性KMnO4溶液中,溶液褪色不能说明有乙炔生成,故A错误;
B.加浓硝酸,最后加浓硫酸,为防止混酸加入时造成苯的挥发,最后加入苯,水浴加热可制备硝基苯,试剂顺序不合理,故B错误;
C.己烯与溴水发生加成,然后甲苯被高锰酸钾氧化,溶液褪色,可检验甲苯,故C正确;
D.溴易挥发,溴及生成的HBr均与硝酸银反应生成浅黄色沉淀,则有淡黄色沉淀产生不能说明有HBr生成,故D错误;
故选:C。
2.(22-23高二下·天津和平·期中)下列实验操作、实验原理、实验事故处理正确的是
A.从碘水中提取单质碘时,可以用无水乙醇代替
B.实验室制硝基苯时,将硝酸与苯混合后再滴加浓硫酸
C.苯甲酸重结晶的步骤是:加热溶解、冷却结晶
D.可用水鉴别苯、乙醇、
【答案】D
【详解】A.无水乙醇与水互溶,不能用无水乙醇代替从碘水中提取单质碘时,故A错误;
B.实验室制取硝基苯时,首先滴加浓硝酸,然后向硝酸中逐滴滴加浓硫酸,最后加苯,故B错误;
C.重结晶用于分离溶解度随温度变化不同的两种或两种以上的物质,加热溶解后,要趁热过滤,防止苯甲酸冷却出来(滤纸上为杂质),再冷却结晶,故C错误;
D.苯和四氯化碳与水分层,苯在水上层,四氯化碳在水下下层,酒精与水互溶,三种现象不同,可以鉴别,故D正确;
故选D。
3.(23-24高一·天津河西·期中)下列实验方法可行的是( )
A.用燃烧的方法分离苯蒸气和乙烯
B.用蒸馏法除去溴苯中的苯
C.用CCl4萃取溶解在溴苯中的溴单质
D.用酸性高锰酸钾溶液除去乙烷中的乙烯
【答案】B
【详解】A.苯和乙烯均能燃烧,该方法不能分离,故A错误;
B.溴苯和苯互溶,二者沸点不同,可用蒸馏法除去溴苯中的苯,故B正确;
C.溴苯和溴单质均溶于,不能用萃取溶解在溴苯中的溴单质,故C错误;
D.酸性高锰酸钾溶液氧化乙烯生成,引入了新的杂质,故D错误;
答案选B。
4.(23-24高二下·天津东丽·期中)下列实验或操作不能达到目的的是
A.制取溴苯:将铁屑、溴水、苯混合加热
B.用 NaOH 溶液除去溴苯中的溴
C.鉴别己烯和苯:向己烯和苯中分别滴入酸性 KMnO4溶液,振荡,观察是否褪色
D.除去甲烷中含有的乙烯:将混合气体通入溴水中
【答案】A
【详解】A.制取溴苯时,应使用液溴而不是溴水,A错误;
B.溴能与溶液反应而溶解,而溴苯不溶于溶液并出现分层现象,B正确;
C.苯结构稳定,不能使酸性溶液褪色而乙烯能使酸性溶液褪色,C正确;
D.甲烷不与溴水反应,而乙烯能与溴水发生加成反应,D正确;
故选A。
【点睛】除去甲烷中少量的乙烯,可以把混合气体通入到足量的溴水中除去乙烯,然后再通过浓硫酸进行干燥,得到纯净的甲烷;但是不能用酸性高锰酸钾溶液除乙烯,因为乙烯被氧化为二氧化碳气体,达不到除杂的目的。
5.(22-23高二下·天津北辰·期中)下列实验不能达到实验目的,操作错误的是
A.制备蒸馏水
B.有机层与水层分开
C.趁热过滤除苯甲酸中杂质
D.蒸发得苯甲酸晶体
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.制备蒸馏水使用蒸馏冷凝的方法,冷凝得到蒸馏水,能达到实验目的,故A不符合题意;
B.使用分液的方法分离有机层和水层,能达到实验目的,故B不符合题意;
C.过滤能分离固体和液体,趁热过滤除苯甲酸中杂质分离出苯甲酸晶体,能达到实验目的,故C不符合题意;
D.蒸发操作使用蒸发皿,不是使用烧杯,不能达到实验目的,且制备苯甲酸晶体不宜用蒸发结晶法,要用降温结晶法,故D符合题意;
故选D。
6.(22-23高二下·天津和平·期中)为达到实验目的,下列实验操作错误的是
选项
实验操作
实验目的
A
将和分别通入溴的四氯化碳溶液
和的鉴别
B
将盛有NaCl溶液的烧杯置于酒精灯上蒸发浓缩
NaCl的结晶
C
将苯与碘水在分液漏斗中充分振荡混匀、静置
萃取单质
D
蒸馏时应使温度计水银球靠近蒸馏烧瓶支管口处
便于准确测量蒸气温度
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.乙烯可以使溴的四氯化碳溶液褪色,而乙烷不可以,可以鉴别,故A正确;
B.溶液的蒸发结晶应该在蒸发皿中进行,故B错误;
C.碘在苯中溶解性大于在水中,且苯和水互不相溶,故可以用苯萃取碘水中的碘,故C正确;
D.蒸馏时应使温度计水银球靠近蒸馏烧瓶支管口处,便于准确测量蒸气温度分离出相应的馏分,故D正确;
故选B。
7.(22-23高二下·天津南开·期中)下列除杂所选试剂和方法都正确的是
选项
括号里为杂质
试剂
实验方法
A
乙烷(乙烯)
KMnO4(H+)溶液
洗气
B
乙炔(H2S)
CuSO4溶液
洗气
C
乙醇(水)
——
蒸馏
D
溴苯(溴)
苯
分液
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.由于乙烯与酸性高锰酸钾溶液反应后得到CO2,故除去乙烷中的乙烯不能用酸性高锰酸钾溶液进行洗气,而应该用溴水洗气,A错误;
B.已知CuSO4+H2S=CuS↓+H2SO4故可用CuSO4溶液进行洗气操作来除去乙炔中的H2S气体,B正确;
C.由于乙醇能与水形成一定组成的恒沸物,故除去乙醇中少量的水,需加入CaO后进行蒸馏操作,C错误;
D.溴苯、液溴和苯三者互溶,不能分液分离,除去溴苯中少量的杂质Br2,需加入NaOH溶液或者Na2SO3溶液充分反应后再进行分液操作,D错误;
故答案为:B。
8.(23-24高二下·天津和平·期中)下列实验方案不能达到实验目的是
实验目的
实验方案
A
证明溴乙烷发生消去反应有乙烯生成
向试管中加入适量的溴乙烷和NaOH的乙醇溶液,加热,将反产生的气体通入溴的四氯化碳溶液
B
检验卤代烃中卤原子的种类
将溴乙烷与氢氧化钠溶液共热,取冷却后反应液滴加硝酸酸化后滴加硝酸银溶液
C
验证乙炔能被酸性高锰酸钾溶液氧化
将电石与饱和食盐水反应生成的气体通入酸性高锰酸钾溶液,观察溶液是否褪色
D
验证苯和液溴在FeBr3的催化下发生取代反应
将反应产生的混合气体先通入溴的四氯化碳溶液再通入AgNO3溶液中,观察是否有淡黄色沉淀生成
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.溴乙烷和NaOH的乙醇溶液,发生消去反应,乙烯与溴发生加成反应,溴水褪色,则该实验可验证乙烯的生成,故A正确;
B.溴乙烷与氢氧化钠溶液共热,水解后检验溴离子,应在酸性条件下,则取冷却后反应液滴加硝酸酸化后,再滴加硝酸银溶液可检验卤素原子种类,故B正确;
C.电石与饱和食盐水反应生成的乙炔中混有硫化氢等,乙炔和硫化氢均能被高锰酸钾氧化,则气体通入酸性高锰酸钾溶液,观察溶液是否褪色,不能说明乙烯被氧化,故C错误;
D.发生取代反应生成HBr,则反应产生的混合气体先通入溴的四氯化碳溶液再通入溶液中,观察是否有淡黄色沉淀生成,可说明发生取代反应,故D正确;
故选C。
9.(23-24高二下·天津南开·期中)下列实验中,不能达到预期目的是
①苯、浓溴水、溴化铁混合制溴苯
②乙醇和30%的硫酸共热到170℃制乙烯
③用溴水除去混在苯中的己烯,分液得到纯净的苯
④敞口久置的电石与饱和食盐水混合制乙炔
⑤将电石与水反应产生的乙炔通入溴水中,溴水褪色,证明乙炔和溴水发生了加成反应
⑥将溴乙烷和NaOH乙醇溶液混合共热,生成的气体直接通入酸性高锰酸钾溶液,酸性高锰酸钾溶液褪色,说明有乙烯生成
A.②④⑥ B.①③⑤ C.①②④⑥ D.①②③④⑤⑥
【答案】D
【详解】①应用苯、液溴、溴化铁混合制溴苯;②应用乙醇和浓硫酸共热到170℃制乙烯;③溴水与己烯反应产物可溶解在苯中,无法分液除去;④敞口久置的电石易与空气中水蒸气反应而变质;⑤将电石与水反应产生气体除乙炔外还有SO2、H2S等杂质,也可与溴水反应;⑥将溴乙烷和NaOH乙醇溶液混合共热,生成的气体可能含有乙醇,乙醇也可使酸性高锰酸钾溶液褪色。答案选D。
10.(23-24高二下·天津滨海·期中)下列四个装置(及相应条件)符合实验要求的是
A.实验室用A装置制备乙烯时,用向上排空集气法收集乙烯
B.可用B装置分离溴苯和苯的混合物
C.可用C装置检验溴丙烷的消去产物
D.实验室制取乙炔时,饱和食盐水的作用是减缓反应速率
【答案】D
【详解】A.乙烯的相对分子质量为28,与空气的平均相对分子质量29接近,所以不能用排空集气法收集乙烯气体,A错误;
B.用蒸馏方法分离甲烷与氯气发生取代反应的有机产物时,温度计应放在支管口附近测定镏出物的沸点,不能插入混合液中,B错误;
C.会发出的乙醇也能导致酸性高锰酸钾溶液褪色,C错误;
D.实验室制取乙炔时,为获得平稳的乙炔气流,应向电石中滴加饱和食盐水减缓反应速率,D正确;
答案选D。
11.(23-24高二下·天津宝坻·期中)下列实验操作和现象及实验结论均正确的是
选项
实验操作和现象
实验结论
A
将石蜡油蒸汽通过炽热的碎瓷片,再将产生的气体通入酸性高锰酸钾溶液中,溶液褪色
石蜡油裂解一定生成了乙烯
B
甲苯与酸性高锰酸钾溶液混合振荡,水层紫红色褪去
苯环对甲基产生了影响
C
甲烷与氯气在光照下反应后的混合气体能使湿润的蓝色石蕊试纸变红
生成的一氯甲烷具有酸性
D
用裂化汽油萃取溴水中的溴,下层为无色
裂化汽油密度比水小
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.不饱和烃可与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应,使溶液褪色,由现象可知石蜡油催化裂解生成不饱和烃,但不一定是乙烯,A不合题意;
B.甲苯可被酸性高锰酸钾溶液氧化生成苯甲酸,水层紫红色褪去,可知苯环对甲基有活化作用,B符合题意;
C.甲烷与氯气在光照条件下反应生成氯代甲烷和氯化氢,氯代甲烷为中性,HCl呈酸性,使湿润的石蕊试纸变红的是氯化氢,C不合题意;
D.裂化汽油中含有碳碳双键等不饱和键,能与溴单质发生加成反应,故不能用裂化汽油萃取溴水中的溴,且下层为无色也不能说明裂化汽油密度比水小,D不合题意;
故答案为:B。
12.(22-23高二下·天津河北·期中)溴乙烷在不同溶剂中与NaOH发生不同类型的反应,生成不同的反应产物。
某同学依据溴乙烷的性质,用如图实验装置(铁架台、酒精灯略)验证取代反应和消去反应的产物,请你一起参与探究。
实验操作Ⅰ:在试管中加入5 mL 1 mol/L NaOH溶液和5 mL 溴乙烷,振荡。
实验操作II:将试管如图固定后,水浴加热。
(1)用水浴加热而不直接用酒精灯加热的原因是 。
(2)观察到 现象时,表明溴乙烷与NaOH溶液已完全反应。
(3)鉴定生成物中乙醇的结构,可用的波谱是 。
(4)为证明溴乙烷在NaOH乙醇溶液中发生的是消去反应,在你设计的实验方案中,需要检验的是 ,检验的方法是 (需说明:所用的试剂、简单的实验操作及预测产生的实验现象)。
【答案】 溴乙烷沸点低,减少溴乙烷的损失 试管内溶液静置后不分层 红外光谱、核磁共振氢谱 生成的气体 将生成的气体先通过盛有水的试管,再通入盛有KMnO4溶液的试管,KMnO4溶液褪色(或直接通入溴的四氯化碳溶液)
【详解】溴乙烷与氢氧化钠反应生成乙醇与溴化钠,反应方程式为CH3CH2Br+NaOHCH3CH2OH+NaBr。
(1)溴乙烷沸点低,溴乙烷易挥发,用水浴加热热均匀,减少溴乙烷的损失,故答案为溴乙烷沸点低,减少溴乙烷的损失;
(2)溴乙烷不溶于水,开始溶液分层,生成的产物乙醇、溴化钠都易溶于水,当溶液分层消失,表明溴乙烷与NaOH溶液已完全反应,故答案为试管内溶液静置后不分层;
(3)乙醇分子结构中有三种氢原子,它们的比为3:2:1,利用红外光谱、核磁共振氢谱可检测,故答案为红外光谱、核磁共振氢谱;
(4)无论发生取代反应还是消去反应,溶液中都会产生Br-,但生成的有机物不同,溴乙烷发生消去反应生成乙烯,所以应检验生成的有机物乙烯;检验乙烯可根据其能使酸性KMnO4溶液或溴水褪色的原理来进行,可以采用洗气的装置,观察到酸性KMnO4溶液褪色且有气泡产生,溴水或溴的四氯化碳溶液褪色即可,
故答案为生成气体;将生成的气体先通过盛有水的试管,再通入盛有KMnO4溶液的试管,KMnO4溶液褪色(或直接通入溴的四氯化碳溶液,溴水褪色)。
13.(22-23高一下·天津津南·期中)某校学生用下图所示装置进行实验。以探究苯与溴发生反应的原理并分离提纯反应的产物。
请回答下列问题:
(1)写出装置Ⅱ中发生的主要化学反应方程式 ,其中冷凝管所起的作用为导气和 ,Ⅳ中球形干燥管的作用是 。
(2)实验开始时,关闭K2、开启K1和分液漏斗活塞,滴加苯和液溴的混合液,反应开始。Ⅲ中小试管内苯的作用是 。
(3)能说明苯与液溴发生了取代反应的现象是 。
(4)反应结束后,要让装置Ⅰ中的水倒吸入装置Ⅱ中以除去装置Ⅱ中残余的HBr气体。简述如何实现这一操作: 。
(5)纯净的溴苯是无色油状的液体,这个装置制得的溴苯呈红棕色,原因是里面混有 ,将三颈烧瓶内反应后的液体依次进行下列实验操作就可得到较纯净的溴苯。①用蒸馏水洗涤,振荡,分液;②用 洗涤,振荡,分液;③蒸馏。
【答案】 冷凝回流(冷凝苯和Br2蒸气) 防倒吸 吸收溴蒸气 III中硝酸银溶液内出现淡黄色沉淀 关闭K1和分液漏斗活塞,开启K2 溴(Br2) NaOH溶液
【分析】苯和液溴发生取代反应生成溴苯和溴化氢,由于液溴易挥发,会干扰溴化氢的检验,需要利用苯除去溴。利用氢氧化钠溶液吸收尾气,由于溴化氢极易溶于水,需要有防倒吸装置,根据生成的溴苯中含有未反应的溴选择分离提纯的方法。据此解答。
【详解】(1)装置Ⅱ中发生的主要化学反应是苯和液溴的取代反应,反应的化学方程式为。由于苯和液溴易挥发,则其中冷凝管所起的作用为导气和冷凝回流(冷凝苯和Br2蒸气)。由于溴化氢极易溶于水,则Ⅳ中球形干燥管的作用是防倒吸。
(2)Ⅲ中小试管内苯的作用是除去溴化氢中的溴蒸气,避免干扰溴离子检验;
(3)因从冷凝管出来的气体为溴化氢,溴化氢不溶于苯,溴化氢能与硝酸银反应生成溴化银沉淀,因此能说明苯与液溴发生了取代反应的现象是III中硝酸银溶液内出现淡黄色沉淀。
(4)因装置Ⅱ中含有溴化氢气体能污染空气,使I的水倒吸入Ⅱ中可以除去溴化氢气体,以免逸出污染空气;操作方法为关闭K1和分液漏斗活塞,开启K2。
(5)纯净的溴苯是无色油状的液体,这个装置制得的溴苯呈红棕色,原因是里面混有单质溴,由于单质溴能与氢氧化钠溶液反应,则将三颈烧瓶内反应后的液体依次进行下列实验操作就可得到较纯净的溴苯。①用蒸馏水洗涤,振荡,分液;②用氢氧化钠溶液洗涤,振荡,分液;③蒸馏。
14.(22-23高二下·天津和平·期中)为探究苯与溴发生反应的原理,设计的反应装置如图所示。
(1)实验开始时,关闭,开启和分液漏斗活塞,滴加苯和液溴的混合液,反应开始,Ⅱ中产生大量红棕色气体,该反应的 0(填“>”或“<”)。写出Ⅱ中反应的化学方程式: 。
(2)装置Ⅲ中观察到小试管中的苯呈现橙红色,还可观察到的现象是 。
(3)整套装置中能防止倒吸的装置有 (填装置序号)。冷凝管除具有导气作用外,还具有 作用。
(4)溴苯粗产品呈现褐色,为了得到纯净无色的溴苯,可加入 试剂后,进行分离提纯操作,此操作所需的玻璃仪器有 。
(5)苯发生取代反应时,新引进的取代基会受到原取代基(又称定位基)的影响而产生定位效应。如果原取代基为-X(卤原子)、时,新的取代基进入它的邻位或对位;如果原取代基为时,新取代基进入它的间位。
①根据定位规则,由合成共两步反应,第2步反应的化学方程式为 。
②有机物在铁粉催化条件下发生溴代反应,生成一溴代物可能的结构简式为 。
【答案】(1) < +Br2+HBr
(2)酸银溶液中有淡黄色沉淀、白色酸雾
(3) Ⅲ、Ⅳ 冷凝、回流
(4) 氢氧化钠 分液漏斗、烧杯
(5) +HNO3(浓)+H2O 、
【分析】苯和液溴在溴化铁催化剂作用下发生取代反应生成溴苯和溴化氢,该反应是放热反应,溴易挥发,因此用冷凝管冷凝回流溴单质,再用苯吸收挥发出的溴单质,溴化氢溶于水和硝酸银反应生成淡黄色溴化银沉淀,尾气使用碱液吸收。
【详解】(1)实验开始时,关闭K1,开启K2和分液漏斗活塞,滴加苯和液溴的混合液,反应开始,Ⅱ中产生大量红棕色气体,是溴蒸汽的颜色,因此可说明反应的热效应为放热反应,焓变小于零;Ⅱ中反应是苯和液溴在溴化铁作用下发生取代反应生成溴苯和溴化氢,该反应的化学方程式:+Br2+HBr;
(2)部分的溴蒸汽和溴化氢进入到装置(Ⅲ)中,苯吸收挥发出的溴蒸汽,溴化氢遇见水蒸气形成白雾,氢溴酸和硝酸银反应生成溴化银淡黄色沉淀和硝酸,因此装置(Ⅲ)可能观察到的现象是:小试管中的苯呈现橙红色,硝酸银溶液中有淡黄色沉淀、白色酸雾;
(3)根据装置分析溴易溶于苯,溴化氢易溶于氢氧化钠溶液,因此装置中能防止倒吸的装置有Ⅲ、Ⅳ,装置Ⅱ出来的气体为溴化氢和溴蒸汽,为了减少溴蒸汽的损耗,因此连接装置Ⅱ与装置Ⅲ的冷凝管的作用是冷凝、回流、导气;
(4)制得的溴苯粗产品呈现褐色,主要是因为含有溴单质,溴单质和氢氧化钠溶液反应生成溴化钠、次溴酸钠和水,因此为了得到纯净无色的溴苯,可加入NaOH试剂后,得到溴苯和水层溶液,然后进行的分离提纯操作为分液,此操作所需的玻璃仪器有分液漏斗、烧杯;
(5)①根据定位规则,由合成 共2步反应,根据信息先用氯气取代,再发生硝化反应,因此第二步反应的化学方程式:+HNO3(浓)+H2O;
②有机物在铁粉条件下发生溴代反应,根据信息,含有—CH3,使新的取代基进入它的邻位或对位;含有—NO2,使新取代基进入它的间位;因此生成一溴代物可能的结构简式: 、。
15.(22-23高二下·天津南开·期中)实验室用乙醇与浓硫酸共热制取乙烯,常因温度过高而含有气体,实验室中利用如图所示装置验证混合气体中是否含有乙烯和。
(1)仪器a的名称是 ,碎瓷片的作用是 。
(2)向烧瓶中加入乙醇与浓硫酸的顺序是先加 ,后加 。
(3)A、B、C、D装置中盛放的试剂是(填序号)。
A ,B ,C ,D 。
供选试剂:①溶液,②品红溶液,③酸性溶液
(4)能说明气体存在的现象是 。
(5)证明含有乙烯的现象是 ,说明乙烯具有 性。
【答案】(1) 蒸馏烧瓶 防止暴沸
(2) 乙醇 浓硫酸
(3) ② ① ② ③
(4)A中品红溶液褪色
(5) C中品红溶液不褪色,D中酸性高锰酸钾溶液褪色 还原
【分析】乙醇和浓硫酸加热到170℃发生反应,生成乙烯,由于浓硫酸具有脱水性,脱水生成的碳与浓硫酸反应生成二氧化硫、二氧化碳和水,检验时先用品红检验二氧化硫,再用氢氧化钠溶液吸收二氧化硫,再用品红检验二氧化硫是否除尽,再用酸性KMnO4溶液检验乙烯。
【详解】(1)根据图中信息得到仪器a的名称是蒸馏烧瓶,实验室制备乙烯,加热到170℃,因乙醇的沸点低,易暴沸,因此碎瓷片的作用是防止暴沸;故答案为:蒸馏烧瓶;防止暴沸。
(2)乙醇的密度小,浓硫酸的密度大,为防止液体溅出,应将浓硫酸缓慢加入乙醇中,即向烧瓶中加入乙醇与浓硫酸的顺序是先加乙醇,后加浓硫酸;故答案为:乙醇;浓硫酸。
(3)生成的二氧化硫、乙烯,先用品红检验二氧化硫,再用氢氧化钠溶液吸收二氧化硫,再用品红检验二氧化硫是否除尽,再用酸性高锰酸钾溶液检验乙烯,因此A为品红溶液,B为溶液,C为品红溶液,D为酸性溶液;故答案为:②;①;②;③。
(4)用二氧化硫能使品红溶液褪色来说明气体存在,其现象是品红溶液褪色;故答案为:A中品红溶液褪色。
(5)乙烯能被酸性高锰酸钾溶液氧化,因此证明含有乙烯的现象是C中品红溶液不褪色,D中酸性高锰酸钾溶液褪色,酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,两者发生氧化还原反应,则说明乙烯具有还原性;故答案为:C中品红溶液不褪色,D中酸性高锰酸钾溶液褪色;还原。
16.(22-23高二下·新华中学·期中)某化学兴趣小组选用下列装置和药品制取纯净乙炔并进行有关乙炔性质的探究。请回答下列问题:
(1)A中制取乙炔的化学方程式为 。
(2)制乙炔时,为了控制反应速率,分液漏斗中装的溶液是 。
(3)用电石制得的乙炔中常含有、等杂质,除去杂质应选用 装置(填装置序号)。
(4)验证电石与水反应生成的乙炔和溴发生加成反应,下列叙述不正确的是 (填字母)。
a.使溴水褪色的反应,就是加成反应
b.使溴水褪色的反应,因为有杂质,未必是加成反应
c.使溴水褪色的物质,因为有杂质,未必是乙炔
d.使溴水褪色的物质,就是乙炔
【答案】(1)CaC2+2H2O→CHCH↑+Ca(OH)2
(2)饱和食盐水
(3)CD
(4)bc
【分析】利用电石与饱和食盐水作用制备乙炔,通过硫酸铜溶液除去、等杂质,干燥后收集;
【详解】(1)A中利用电石与水反应制取乙炔,反应的化学方程式为CaC2+2H2O→CHCH↑+Ca(OH)2;
(2)CaC2与H2O反应非常剧烈,产生乙炔的速率很快,为了控制反应速率,用饱和食盐水与电石反应,分液漏斗中的溶液是饱和食盐水;
(3)H2S、PH3均能与CuSO4溶液发生反应而被吸收,故除去杂质选用C装置,碱石灰(NaOH、CaO的混合物)、无水CaCl2都具有吸水性,但碱石灰还能够吸收酸性气体,故干燥乙炔最好选用D装置;
(4)生成的乙炔中含有H2S、PH3等杂质,H2S能与Br2发生氧化还原反应,从而使溴水褪色,故使溴水褪色发生的反应未必是加成反应,使溴水褪色的物质未必是乙炔,答案选bc。
17.(23-24高二下·天津十二校·期中)环己烯是重要的化工原料。其实验室制备流程如下:
+H2O
密度()
熔点(℃)
沸点(℃)
溶解性
摩尔质量()
环己醇
0.96
25
161
能溶于水
100
环己烯
0.81
83
难溶于水
82
(1)制备粗品:采用如图所示装置,用环己醇制备环己烯。
将10.0环己醇加入试管A中,再加入1mL浓硫酸,摇匀放入碎瓷片,缓慢加热至反应完全,在试管C内得到环己烯粗品。
①原料环己醇中若含苯酚杂质,检验试剂为 ,现象为 。
②A中碎瓷片的作用是 。
③试管C置于冰水浴中的目的是 。
(2)制备精品:
①环己烯粗品中含有环己醇和少量有机酸性杂质等。加入饱和食盐水,振荡、青置、分层,环己烯在 层(填“上”或“下”),分液后用 洗涤(填字母)。
A.溶液 B.稀 C.溶液
②再将环己烯进行蒸馏,收集产品时,应收集 ℃的馏分,若最终收集到环己烯5.74g,则产率为 。
【答案】(1) FeCl3溶液 溶液将显示紫色 防暴沸 冷凝环己烯,减少环己烯的挥发
(2) 上 C 83 70%
【分析】环己醇和浓硫酸在水浴加热下反应生成环己烯、经冰水浴冷凝得到,所得粗产品中含有的有机酸可以通过碳酸钠溶液除去,有机物粗产品再通过蒸馏可得到环己烯。粗品中含环己醇、精品中无环己醇,可利用环己醇能与金属钠反应产生氢气、环己烯不与钠反应予以鉴别,也可利用混合物无固定沸点、纯净物有固定沸点予以鉴别。
【详解】(1)①检验苯酚的首选试剂是FeCl3溶液,原料环己醇中若含苯酚杂质,加入FeCl3溶液后,溶液将显示紫色;
②对液体加热时,为了防止暴沸常常要加入沸石或碎瓷片,A中碎瓷片的作用是防暴沸;
③根据题目所给信息可知环己烯熔沸点较低,所以置于冰水浴中,降低温度,防止环己烯挥发;
(2)①环己烯粗品中含有环己醇和少量酸性杂质等。环己烯密度比水小,在上层;其中含有碳碳双键,可以被KMnO4溶液氧化,稀H2SO4不能除去,反而能引入新的酸性杂质,只有Na2CO3溶液,不能与环己烯反应,可以与酸性杂质反应,故选C;
②环己烯的沸点为83℃,收集产品时,应收集83℃的馏分。10.0即0.1mol环己醇参与反应,理论上可生成0.1mol即8.2g环己烯、若最终收集到环己烯,则产率为。
18.(22-23高二下·杨村一中·期中)Ⅰ.(1)下图实验装置中,仪器①的名称是 ,仪器②的名称是
(2)蒸馏时①中需加入 ,作用是 。冷凝管的进水口是 (a或b)
(3)用四氯化碳制取碘水中的碘时,碘的四氯化碳溶液呈 色,分液时,碘的四氯化碳溶液从分液漏斗 (填“上”或“下”)口倒出。
(4)选择下列实验方法分离物质,将分离方法的序号填在横线上:
A.蒸馏 B.重结晶 C.分液 D.萃取分液
① 分离水和四氯化碳的混合物
② 从硝酸钾和氯化钠的混合溶液中获得硝酸钾
③ 分离酒精(沸点为为78.1℃)和甲苯(沸点为110.6℃)的混合物
④ 用苯提取溴水中的溴单质
Ⅱ.为了测定某有机物A的结构,做如下实验:
①将2.3g该有机物完全燃烧,生成0.1molCO2和2.7g水;
②用质谱仪测定其相对分子质量,得如图1所示的质谱图;
③用核磁共振仪处理该化合物,得到如图2所示图谱;
试回答下列问题:
(5)有机物A的相对分子质量是 。
(6)有机物A的分子式是 。
(7)写出有机物A的结构简式: 。
(8)有机物B的质谱图如图1,红外光谱图如图2所示:则B的结构简式为 。
图1
图2
【答案】 蒸馏烧瓶; 分液漏斗; 沸石或碎瓷片; 防止溶液因剧烈反应而暴沸; b; 紫红色; 下; C B A D 46 C2H6O; CH3CH2OH; CH3CH2OCH2CH3;
【详解】Ⅰ.(1)图示实验装置中,装置Ⅰ是用于蒸馏的装置,仪器①的名称是蒸馏烧瓶,装置Ⅱ是分液的装置,仪器②的名称是分液漏斗;故答案为:蒸馏烧瓶;分液漏斗;
(2)蒸馏时①中需加入沸石或碎瓷片 ,作用是防止溶液因剧烈反应而暴沸,冷凝管中的水与蒸馏出的蒸汽逆向对流,冷却效果会更好,所以冷凝管的进水口是b;故答案为:沸石或碎瓷片;防止溶液因剧烈反应而暴沸;b;
(3)碘在有机溶剂中的溶解度大于在水中的溶解度,用四氯化碳制取碘水中的碘时,碘的四氯化碳溶液呈紫红色;四氯化碳密度大于水的密度,分液时,碘的四氯化碳溶液从分液漏斗或下口倒出。故答案为:紫红色;下;
(4) ①水和四氯化碳互不相容,分层,用分液法分离水和四氯化碳的混合物;故选C;
②硝酸钾的溶解度受温度影响大,而氯化钠的溶解度受温度影响不大,则用冷却结晶法从硝酸钾和氯化钠的混合溶液中获得硝酸钾,故选B;
③酒精和甲苯互相溶解,且沸点相差较大,应选用蒸馏法分离酒精和甲苯的混合物;故选A;
④溴不易溶于水,易溶于有机溶剂,应用萃取分液的方法用苯提取溴水中的溴单质,故选
D;
Ⅱ.(5)根据质荷比可知,有机物A的相对分子质量为46,;故答案为46;
(6) 2.3g该有机物完全燃烧,生成0.1molCO2和2.7g水;则;;,;m(C)+m(H)=1.2g+0.3g=1.5g<2.3g,所以A物质中除了含碳氢元素外还含有氧元素,m(O)=2.3g-1.5g=0.8g,则,,故该有机物的实验式为C2H6O,H原子已经饱和,最简式即为分子式,故答案为:C2H6O;
(7)由图2可知氢原子有三种,且个数比为3:2:1,故有机物A的结构简式:CH3CH2OH;故答案为:CH3CH2OH;
(8)有机物B的质谱图可知该有机物的相对分子质量为74,由红外光谱图可看出该分子中含有对称的-CH3,对称的-CH2-,含有C-O-C单键,可得分子的结构简式为CH3CH2OCH2CH3;故答案为:CH3CH2OCH2CH3;
【点睛】该题考查实验仪器的名称,物质分离的方法,有机物分子式和结构式的确定等知识,知识比较全面,内容较多,难度适中。
19.(22-23高二下·天津静海·期中)为探究实验室制乙烯及乙烯和溴水的加成反应。甲同学设计了如图所示的实验装置,并进行了实验。当温度升至170℃左右时,有大量气体产生,产生的气体通入溴水中,溴水的颜色迅速褪去。甲同学认为达到了实验目的。乙同学仔细观察了甲同学的整个实验过程,发现当温度升到100℃左右时,无色液体开始变色,到160℃左右时,混合液全呈黑色,在超过170℃后生成气体速度明显加快,生成的气体有刺激性气味。由此他推出,产生的气体中应有某杂质,可能影响乙烯的检出,必须除去。据此回答下列问题:
(1)浓硫酸和无水乙醇要事先混合,混合的方法是 。
(2)写出甲同学实验中两个主要反应的化学方程式: ; 。
(3)乙同学认为因刺激性气体的存在不能认为溴水褪色是乙烯的加成反应造成的。原因是(用化学方程式表示): 。
(4)丙同学根据甲、乙同学的分析,认为还可能有CO、CO2两种气体产生。为证明CO存在,他设计了如下过程(该过程可把实验中产生的有机产物除净):发现最后气体经点燃是蓝色火焰,确认有一氧化碳。
①设计装置a的作用是 。
②浓氢氧化钠的作用是 。
③浓溴水的作用是 。
④稀溴水的作用是 。
【答案】 将浓硫酸缓慢注入无水乙醇中并不断搅拌 CH3CH2OH CH2=CH2↑+H2O CH2=CH2+Br2 CH2Br-CH2Br Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4 防倒吸装置 除去SO2和CO2 吸收乙烯 检验乙烯、SO2是否除净
【详解】(1)浓硫酸溶于水放热,且浓硫酸的密度大于乙醇,所以浓硫酸和无水乙醇混合的方法是将浓硫酸缓慢注入无水乙醇中并不断搅拌。(2)甲同学实验中两个主要反应的化学方程式一是利用乙醇在浓硫酸的催化作用下发生分子内脱水制取乙烯,乙醇发生了消去反应:CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O,二是乙烯与溴水的加成反应:CH2=CH2+Br2CH2Br-CH2Br。(3)乙同学仔细观察了甲同学的整个实验过程,发现当温度升到100℃左右时,无色液体开始变色,到160℃左右时,混合液全呈黑色,浓硫酸具有强氧化性,能氧化乙醇,把乙醇氧化成碳,同时自身被还原成二氧化硫;二氧化硫和溴发生氧化还原反应生成氢溴酸和硫酸:Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4。(4)①乙烯易溶于溴水中,装置内的大气压与外面的大气压有一定的差值,设计装置a可防止浓溴水倒吸到制乙烯的反应容器中;②由于二氧化硫和二氧化碳会干扰后续实验,则浓氢氧化钠的作用是除去SO2和CO2;③溴水与二氧化硫发生氧化还原反应,溴被二氧化硫中+4价的硫还原成-1价的溴,+4价的硫被溴氧化成+6价的硫,溴水褪色,因此浓溴水的作用是吸收乙烯;④乙烯和溴水中的溴发生加成反应,溴水褪色,可检验乙烯的存在,二氧化硫和溴发生氧化还原反应生成氢溴酸和硫酸,所以稀溴水的作用是检验乙烯、二氧化硫是否除尽。
点睛:本题考查了乙烯的实验室制法以及产物的检验,掌握相关物质的基本化学性质是解答本题的关键,平时须注意积累相关基础知识的积累。设计实验时一定要注意实验方案的严密性、科学性和可操作性。
20.(23-24高二下·天津·期中)下列实验处理可行的有几项
①将CH3CH(OH)CHO与NaOH的醇溶液共热制备CH3CH=CH2
②向丙烯醛(CH2=CHCHO)中加入溴水,观察橙色褪去,能证明结构中存在碳碳双键
③实验时手指不小心沾上苯酚,立即用乙醇冲洗,再用水冲洗
④用溴水除去混在苯中的己烯,分液得到纯净的苯
⑤利用重结晶法可以提纯含有少量NaCl的苯甲酸
⑥在分别盛有少量苯和四氯化碳的试管中加碘水后振荡,可根据现象区分苯和四氯化碳
⑦向含有苯酚的苯中加入碳酸钠溶液,反应后分液,可除去苯中的少量苯酚
⑧用碳酸钠溶液可区分乙醇、甲苯、乙酸、溴乙烷和苯
⑨煤油的主要成分为烃类物质,可用来保存金属钠
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】C
【详解】①醇消去反应的条件浓硫酸加热,故将CH3CH(OH)CHO与浓硫酸共热制备CH3CH=CH2,①不合题意;②醛基也能被溴水氧化而褪色,故向丙烯醛(CH2=CHCHO)中加入溴水,观察橙色褪去,即不能用溴水褪色来证明结构中存在碳碳双键,②不合题意;③苯酚易溶于乙醇,故实验时手指不小心沾上苯酚,立即用乙醇冲洗,再用水冲洗,③符合题意;④己烯和溴水反应生成1,2-二溴环己烷1,2-二溴环己烷易溶于苯,故不能用溴水除去混在苯中的己烯,④不合题意;⑤氯化钠、苯甲酸的溶解度受温度影响不同,且可将杂质残留在母液中,则可用重结晶法来提纯,⑤符合题意;⑥在分别盛有少量苯和四氯化碳的试管中加碘水后振荡,与碘水混合后,分层现象苯为上层呈紫红色,CCl4为下层呈紫红色,现象不同,可根据现象区分苯和四氯化碳,⑥符合题意;⑦苯酚与碳酸钠溶液反应生成易溶于水的苯酚钠,与苯分层,然后分液可分离,⑦符合题意;⑧向碳酸钠溶液中分别加入乙醇、甲苯、乙酸、溴乙烷和苯,分别可观察到溶液互溶;液体分层,有机层在上;产生无色气泡;液体分层有机层在下;液体分层有机层在上;故用碳酸钠溶液无法区分甲苯和苯,⑧不合题意;⑨煤油的主要成分为烃类物质,密度比钠的小,可用来保存金属钠,⑨符合题意;综上分析可知,③⑤⑥⑦⑨等5项符合题意,故答案为:C。
21.(23-24高三下·天津十二校·期中)用氧化甲苯制备苯甲酸。实验方法:将甲苯和溶液在100℃反应一段时间后停止反应,过滤,将含有苯甲酸钾和甲苯的滤液按如下流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯。
下列说法不正确的是
A.操作I需用分液漏斗完成
B.无色液体A是甲苯,白色固体B是苯甲酸
C.浓盐酸的作用是:+HCl→+KCl
D.为了得到更多的白色固体B,冷却结晶时温度越低越好
【答案】D
【分析】将含有苯甲酸钾(C6H5COOK)和甲苯的滤液分液得到有机溶液和水溶液,水溶液中加入浓盐酸生成苯甲酸,冷却结晶后过滤得到苯甲酸晶体,有机溶液中加入硫酸钠干燥过滤,然后分液得到甲苯。
【详解】A.操作Ⅰ分离出有机溶液和水溶液,操作方法为分液,需要用分液漏斗完成,故A正确;
B.根据分析可知,无色液体A为甲苯,白色固体B为苯甲酸,故B正确;
C.根据强酸制取弱酸原理,加入浓盐酸将转化成溶解度较小的苯甲酸,发生反应为+HCl→+KCl,故C正确;
D.温度太低杂质溶解度降低,可析出杂质,导致产物不纯,故D错误;
故选D。
22.(22-23高二上·天津和平·期中)下列实验操作与实验目的都正确的是
选项
实验操作
实验目的
A
取两支试管分别加入2mL1mol/L的KI溶液和2滴淀粉溶液,再将两支试管分别置于冷水和热水中,比较溶液出现蓝色的时间
探究温度对反应速率的影响
B
向装有2mL5%H2O2溶液的两支试管中分别滴0.lmol·L-1FeCl3和CuCl2溶液各1mL,摇匀,比较两支试管产生气泡的快慢
探究催化剂具有选择性
C
取两支试管,分别加入4mL0.01mol/L和4mL0.02mol/L的KMnO4溶液,然后向两支试管中各加2mL 0.02mol/L H2C2O4溶液,分别记录两支试管中溶液褪色所需的时间
探究浓度对反应速率的影响
D
乙酸与乙醇发生酯化反应时,往往会加入浓硫酸
利用浓硫酸的脱水性使平衡正移,提高乙酸乙酯的产率
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】
A.取两支试管分别加入2mL1mol/L的KI溶液和2滴淀粉溶液,淀粉与碘单质变蓝,两试管均不变蓝,实验无法完成,A项错误;
B.向装有2mL5%H2O2溶液的两支试管中分别滴0.lmol·L-1FeCl3和CuCl2溶液各1mL,除催化剂外,其他条件均相同,控制单一变量,B项正确;
C.草酸与高锰酸钾需要在酸性条件才可反应,实验未酸化,探究无法实现,C项错误;
D.利用浓硫酸的吸水性使平衡正移,提高乙酸乙酯的产率,D项错误;
故选B。
23.(22-23高二下·天津一中·期中)青蒿素是烃的含氧衍生物,为无色针状晶体,在甲醇、乙醇、乙醚、石油醚中可溶解,在水中几乎不溶,熔点为156-157℃,热稳定性差,青蒿素是高效的抗疟药。已知:乙醚沸点为35℃,从青蒿素中提取青蒿素的方法之一是以萃取原理为基础的,主要有乙醚萃取法和汽油浸取法。乙醚浸取法的主要工艺如图所示:
(1)操作I、Ⅱ中,不会用到的装置是 (填序号)。
A. B. C.
(2)向干燥、破碎后的黄花蒿中加入乙醚的作用是 。
(3)操作Ⅱ的名称是 ,操作Ⅲ的主要过程可能是 (填字母)。
A.加水溶解,蒸发浓缩、冷却结晶
B.加95%的乙醇,浓缩、结晶、过滤
C.加入乙醚进行萃取分液
(4)下列有关青蒿素研究的说法正确的是 。
A.利用黄花蒿茎叶研究青蒿素结构的基本步骤:分离、提纯→元素分析确定实验式→测定相对分子质量确定分子式→波谱分析确定结构式
B.可用X射线衍射测定分子的空间结构
C.元素分析仪可以确定青蒿素中是否含有C、H、O等元素
D.可用质谱法确定分子中含有何种官能团的信息
(5)青蒿素分子中的含氧官能团除过氧基(-O-O-)外,还有 (写名称)。
【答案】(1)C
(2)浸取青蒿素
(3) 蒸馏 B
(4)ABC
(5)醚键、酯基
【分析】由题给流程可知,将黄花蒿干燥、破碎后,加入乙醚溶解浸取青蒿素,过滤得到残渣和浸取液;浸取液经蒸馏得到乙醚和青蒿素粗品,粗品中加95%的乙醇,浓缩、结晶、过滤得到青蒿素精品。
【详解】(1)由分析可知,操作I为过滤、操作Ⅱ为蒸馏,则操作I、Ⅱ中,不会用到的装置是灼烧,故选C;
(2)由分析可知,将黄花蒿干燥、破碎后,加入乙醚的目的是溶解浸取青蒿素,故答案为:浸取青蒿素;
(3)由分析可知,操作Ⅱ为蒸馏,再利用青蒿素在水中几乎不溶进行重结晶提纯,则操作Ⅲ为向粗品中加95%的乙醇,浓缩、结晶、过滤得到青蒿素精品,故选B,故答案为:蒸馏;B;
(4)A.由有机物研究的一般步骤可知,利用黄花蒿茎叶研究青蒿素结构的基本步骤为分离、提纯→元素分析确定实验式→测定相对分子质量确定分子式→波谱分析确定结构式,故正确;
B.利用X射线衍射的方法可以测定分子的空间结构,故正确;
C.利用元素分析仪可以确定青蒿素分子中是否含有碳、氢、氧等元素,故正确;
D.利用质谱法可以确定青蒿素分子的相对分子质量,但不能确定含有何种官能团,故错误;
故选ABC;
(5)由结构简式可知,青蒿素分子中的含氧官能团为过氧基、醚键和酯基,故答案为:醚键、酯基。
24.(22-23高二下·天津和平·期中)某校学生用如图所示装置进行实验,以探究苯与溴发生反应的原理并分离提纯反应的产物。回答下列问题:
(1)仪器A的名称是 ,冷凝管所起的作用为冷凝回流蒸气,冷凝水从 (填“a”或“b”口)进入。
(2)实验开始时,关闭、开启和分液漏斗活塞,滴加苯和液溴的混合液,反应开始,III中小试管内苯的作用是 。
(3)能说明苯与液溴发生了取代反应的现象是 ;若把III中洗气瓶内的硝酸银溶液换为 (填试剂名称),当出现 现象也能说明发生了取代反应。
(4)四个实验装置中能起防倒吸作用的装置有 (填装置编号)。
(5)将三颈烧瓶内反应后的液体依次进行下列实验操作就可得到较纯净的溴苯。用蒸馏水洗涤,振荡,分液;用5%的NaOH溶液洗涤,振荡,分液;用蒸馏水洗涤,振荡,分液;加入无水氯化钙干燥; (填操作名称。)
(6)将有机物A置于氧气流中充分燃烧,A和氧气恰好完全反应且消耗6.72L(标准状况)氧气,生成5.4g 和8.8g ,则A的最简式为 。
(7)要确定该有机物A的分子式,还需要测定 ,目前最精确、最快捷的测定方法是 。
(8)若核磁共振氢谱如下图,则该分子可能为 (填名称)。
【答案】(1) 分液漏斗 a
(2)吸收溴蒸气
(3) Ⅲ中硝酸银溶液内有浅黄色沉淀生成 石蕊 溶液变红
(4)Ⅲ、Ⅳ
(5)蒸馏
(6)C2H6O
(7) 相对分子质量 质谱法
(8)CH3CH2OH
【分析】利用苯和液溴的混合物在铁丝作用下,由生成的溴化铁起催化作用,生成溴苯,通过冷凝管冷凝,进入上层为苯下层为硝酸银溶液的小试管检验产生的溴化氢,从面验证反应为取代反应,最后注意尾气处理。
【详解】(1)根据仪器的构造可知仪器A的名称是分液漏斗;冷凝管采用逆向通水,即从a进水,使气体与水充分接触,冷凝效果好,故答案为: 分液漏斗;a;
(2)皿中小试管内苯的作用是除去溴化氢中的溴蒸气,避免干扰溴离子检验,故答案为:吸收溴蒸气;
(3)因从冷凝管出来的气体为溴化氢,溴化氢不溶于苯,溴化氢能与硝酸银反应生成溴化银沉淀,若把III盛于洗气瓶内的硝酸银溶液换为石蕊试液,溶液变红色说明生成了HBr,
故答案为:Ⅲ中硝酸银溶液内有浅黄色沉淀生成;石蕊;溶液变红;
(4)装置III中的导管没有与溶液接触,能防倒吸,IV中干燥管上方面积较大,当液体倒吸后靠自身重量回落防止了倒吸,
故答案为:Ⅲ、Ⅳ;
(5)加入无水CaCl2粉末干燥,然后通过蒸馏操作,获得纯净的溴苯,故答案为:蒸馏;
(6)根据质量守恒定律可知,化合物中所含C元素质量为:8.8g×=2.4g,所含H元素质量为:5.4g×=0.6g,二氧化碳和水中的氧元素质量之和为(8.8g-2.4g)+(5.4g-0.6g)=11.2g,而氧气的质量为×32g/mol=9.6g,所以有机物中氧元素质量为11.2g-9.6g=1.6g,n(C):n(H):n(O)=::=2:6:1,所以化合物的最简式是C2H6O;
(7)已知最简式为C2H6O,只要再知道有机物的相对分子质量,即可求出其分子式;目前最精确、最快捷的测定方法是质谱法;
(8)在最简式C2H6O中,C、H原子已经达到饱和,其实验式即为分子式,即分子式为C2H6O,该化合物可能为乙醇,也可能为二甲醚,而核磁共振氢谱表明其分子中有三种化学环境不同的氢原子,强度之比为3:2:1,则该化合物为乙醇,结构简式为CH3CH2OH;
故答案为:CH3CH2OH。
25.
(23-24高二下·天津河西·期中)苯甲醛在碱性条件下可发生反应:。相关物质的物理性质如下表:
苯甲醛
苯甲醇
苯甲酸
苯
溶解性
水中
微溶
微溶
温度
溶解度
不溶
17℃
0.21g
25℃
0.34g
100℃
5.9g
有机溶剂中
易溶
易溶
易溶
易溶
密度(20℃)/
1.0
1.0
1.3
0.9
沸点/℃
178
205
249
80
熔点/℃
26
―15
122
5.4
制备苯甲醇和苯甲酸的实验流程及主要实验装置(部分加热和固定装置已略)如下:
(1)第①步所用装置(如图1),用搅拌器的目的是 。仪器B的作用是 。
(2)第②步所用玻璃仪器有烧杯、 。
(3)第③步采用沸水浴加热蒸馏,收集到的馏分为 ;再进行第④步,操作如图2所示。图2中有一处明显错误,正确的应改为 。
(4)第⑤步反应的离子方程式为 ;冷水洗涤沉淀X的优点是 ;检验沉淀X洗涤干净与否的操作: 。
【答案】(1) 加快NaOH与苯甲醛反应速率 冷凝回流
(2)分液漏斗
(3) 苯 温度计的水银球放在蒸馏烧瓶的支管口处
(4) 苯甲酸沉淀在冷水中的溶解度非常小,在热水中的溶解度较大,故用冷水洗涤,减少产品的损失 取最后一次洗涤液少许于试管中,向试管中滴加硝酸酸化的硝酸银溶液,若无明显现象,则沉淀洗涤干净,若有白色沉淀生成,则沉淀没有洗涤干净
【分析】苯甲醛和氢氧化钠溶液发生反应①,生成混合液为苯甲醇和苯甲酸钠,经过苯萃取后得到上层清液含有苯甲醇的苯溶液,蒸馏得到苯甲醇;下层为苯甲酸钠溶液,加入浓盐酸后得到苯甲酸,重结晶后得到苯甲酸。
【详解】(1)①搅拌器搅拌溶液可以加快NaOH与苯甲醛反应速率,故答案为:加快NaOH与苯甲醛反应速率;
②仪器B为(球形)冷凝管,起到冷凝回流的作用,故答案为:冷凝回流;
(2)第②步操作是萃取分液,用到的玻璃仪器有分液漏斗、烧杯,故答案为:分液漏斗;
(3)①上层液体是C6H5CH2OH的苯溶液,第③步采用沸水浴加热蒸馏,水的沸点为100℃,由表中所给物质的沸点可知,苯的沸点80℃,C6H5CH2OH的沸点205℃,则收集到的馏分为苯,故答案为:苯;
②图2进行操作时,温度计的水银球插入液体中是错误的,蒸馏时,需要测量蒸出的馏分蒸汽的温度,所以温度计的水银球应该放在蒸馏烧瓶的支管口处,故答案为:温度计的水银球放在蒸馏烧瓶的支管口处;
(4)①第⑤步反应为强酸制弱酸,盐酸与C6H5COONa反应生成C6H5COOH,离子方程式为,故答案为:;
②苯甲酸沉淀在冷水中的溶解度非常小,在热水中的溶解度较大,故用冷水洗涤,减少产品的损失,答案为:苯甲酸沉淀在冷水中的溶解度非常小,在热水中的溶解度较大,故用冷水洗涤,减少产品的损失;
③检验沉淀X洗涤干净,检验最后一次洗涤液中是否含有Cl−,操作如下:取最后一次洗涤液少许于试管中,向试管中滴加硝酸酸化的硝酸银溶液,若无明显现象,则沉淀洗涤干净,若有白色沉淀生成,则沉淀没有洗涤干净,故答案为:取最后一次洗涤液少许于试管中,向试管中滴加硝酸酸化的硝酸银溶液,若无明显现象,则沉淀洗涤干净,若有白色沉淀生成,则沉淀没有洗涤干净。
26.(23-24高二下·天津和平·期中)某实验小组用如图所示装置制备一硝基甲苯(包括对硝基甲苯和邻硝基甲苯),反应原理为:
实验步骤:
①浓硝酸与浓硫酸按体积比1∶3配制混合溶液(即混酸)共40 mL;
②在三颈烧瓶中加入13 g甲苯(易挥发),按如图所示装好药品和其他仪器;
③向三颈烧瓶中加入混酸;
④控制温度约为50~55℃,反应大约10 min,三颈烧瓶底部有大量淡黄色油状液体出现;
⑤分离出一硝基甲苯,经提纯最终得到对硝基甲苯和邻硝基甲苯共15 g。
相关物质的性质如下:
有机物
熔点
沸点/℃
溶解性
甲苯
0.866
110.6
不溶于水
对硝基甲苯
1.286
237.7
不溶于水,易溶于液态烃
邻硝基甲苯
1.162
222
不溶于水,易溶于液态烃
(1)仪器A的名称是 。
(2)仪器B的作用是 ,进水口是 (填“a”或“b”)。
(3)为了使反应在50℃~60℃下进行,常用的加热方法是 。
(4)若实验后在三颈烧瓶中收集的产物较少,可能的原因是 。
(5)写出甲苯与混酸反应生成邻硝基甲苯的化学方程式: 。
(6)分离反应后产物的方案如下:
操作1的名称是 ,操作2的名称是 。
操作2中不需要用到下列仪器中的 (填字母)。
a.冷凝管 b.酒精灯 c.温度计 d.分液漏斗 e.蒸发皿
(7)本实验中一硝基甲苯的产率为 (保留小数点后一位)。
【答案】(1)分液漏斗
(2) 冷凝回流 a
(3)水浴加热
(4)混酸未冷却即加入三颈烧瓶(或水浴温度过高),导致反应温度过高而产生大量副产物或冷凝效果不佳导致浓硝酸、甲苯等反应物挥发而降低一硝基甲苯的产率
(5)
(6) 分液 蒸馏 de
(7)77.5%
【分析】该实验中混酸与甲苯在50-55℃下反应生成对硝基甲苯和邻硝基甲苯,冷凝管起到冷凝回流的作用,冷凝管接水口下进上出。
【详解】(1)根据图示装置可知,A为分液漏斗;
(2)仪器B冷凝管的作用是冷凝回流,进水口是a;
(3)为了使反应在50℃~60℃下进行,常用的加热方法是水浴加热;
(4)实验后在三颈烧瓶中收集的产物较少,可能的原因为混酸未冷却即加入三颈烧瓶(或水浴温度过高),导致反应温度过高而产生大量副产物或冷凝效果不佳导致浓硝酸、甲苯等反应物挥发而降低一硝基甲苯的产率;
(5)
甲苯与浓硝酸、浓硫酸在加热条件下发生硝化反应生成邻硝基甲苯和水,化学方程式为;
(6)有机混合物和无机混合物通常不能互溶,故操作1的名称为分液;由表中数据可知甲苯、邻、对硝基甲苯沸点相差较大,故操作2为蒸馏,需要用到冷凝管、酒精灯、温度计、不需要用到分液漏斗和蒸发皿,答案选de;
(7)根据化学方程式可知,1mol甲苯可生成1mol一硝基甲苯,13g甲苯完全反应,理论上生成一硝基甲苯的质量为g=19.36g,实际生成一硝基甲苯的质量为15g,因此本实验中一硝基甲苯的产率为。
27.(23-24高二下·天津南开·期中)醇脱水是合成烯烃的常用方法,实验室合成环己烯的反应和实验装置(省略加热和部分夹持装置)如图:
可能用到的有关数据如表:
性质物质
相对分子质量
沸点/℃
密度/
溶解性
环己醇
100
161
0.9618
微溶于水
环己烯
82
83
0.8102
难溶于水
合成反应:在a中加入20g环己醇和少量碎瓷片,在搅动下慢慢加入1mL浓;控制馏出物的温度不超过90℃。
分离、提纯:反应得到的粗产物倒入分液漏斗中,分别用少量5%的碳酸钠溶液和蒸馏水洗涤,分离后加入无水氯化钙颗粒,静置一段时间后弃去氯化钙,最终通过蒸馏得到10g纯净环己烯。
回答下列问题:
(1)装置b的名称是 。
(2)加入碎瓷片的作用是 ,在合成步骤中,应按照 的顺序操作(填入序号)
A.先向b中通入冷却水,再开始缓慢加热a B.先开始缓慢加热a,再向b中通入冷却水
(3)分液漏斗在使用前须清洗干净并 ,在本实验分离过程中,产物应该从分液漏斗的 (填“上口倒出”或“下口放出”)。
(4)分离、提纯过程中加入无水氯化钙的目的是 。
【答案】(1)直形冷凝管
(2) 防止暴沸 A
(3) 检漏 上口倒出
(4)干燥环己烯
【详解】(1)根据仪器的构造可知装置b的名称是冷凝管;
(2)加入碎瓷片的作用是防止暴沸;在合成步骤中,应先向b中通入冷却水,再开始缓慢加热a,答案选A;
(3)分液漏斗在使用前应清洗干净并检查是否漏水。产物中环己烯难溶于水且密度比水的小,静置后在上层,无机相在下层,下层液体从下口放出,上层液体从上口倒出;
(4)加入无水氯化钙的目的是干燥环己烯。
28.(23-24高二下·天津宝坻·期中)为确定某烃的含氧衍生物W的结构,进行如下实验。
.用燃烧法确定W(图中样品)的实验式的装置如图(夹持装置已省略)。回答下列问题:
(1)装置A用来制备氧气,仪器a的名称为 ,仪器a中盛装的试剂是 (填化学式)。
(2)B装置中浓硫酸的作用是 ,C装置中CuO的作用是 。
(3)D中试剂X的作用是吸收水蒸气,X可选择 (填序号)。
a.无水 b.氢氧化钠固体 c.CaO
(4)F中碱石灰的作用是 。
.
(5)使用现代分析仪器对W的分子结构进行测定,相关结果如下:
①根据图中信息可知,W的相对分子质量为 。
②若有机样品质量为4.4g,实验结束后,D装置增重3.6g,E装置增重8.8g。则该有机物的分子式为 。
③通过 (填序号),可以确定W分子中所含的化学键或官能团信息。
a.红外光谱图 b.核磁共振氢谱图 c.色谱法
【答案】(1) 分液漏斗 H2O2
(2) 吸收水分,干燥氧气 使有机物充分氧化生成CO2和H2O
(3)a
(4)吸收CO2气体
(5) 88 C4H8O2 a
【分析】A用来制取反应所需的氧气、B用来吸收水、C是在电炉加热时用纯氧气氧化管内样品、D用来吸收产生的水、E吸收二氧化碳,装置F吸收空气中水和二氧化碳;
【详解】(1)仪器a的名称为分液漏斗,装置A用来制备氧气,过氧化氢在二氧化锰催化下分解生成水和氧气,仪器a中盛装的试剂是H2O2;
(2)浓硫酸具有吸水性,B装置中浓硫酸的作用是吸收水分,干燥氧气;有机物燃烧产物中会有部分CO,CuO的作用是使有机物充分氧化生成CO2和H2O;
(3)D中试剂X的作用是吸收水蒸气,X可选择无水,故选a;
(4)F中碱石灰的氢氧化钠可以完全吸收反应生成的二氧化碳,它的作用是吸收CO2气体;
(5)②若有机样品质量为4.4g,物质的量为,D装置增重3.6g即生成水的质量,,E装置增重8.8g即生成二氧化碳的质量,,m(O)=4.4g-0.4mol×1g/mol-0.2mol×12g/mol=1.6g,,C、H、O个数比为0.2:0.4:0.1=2:4:1,结合相对分子质量为88,则该有机物的分子式为C4H8O2;
③红外光谱图可以获得分子中含有化学键或官能团的信息,通过红外光谱图,可以确定W分子中所含的化学键或官能团信息,故选a。
29.(23-24高二下·天津南开·期中)Ⅰ、按要求写出下列有机物的结构简式或名称:
(1)某链状烷烃的相对分子质量为114,它不能由任何一种烯烃与加成反应而得到,则该烷烃的结构简式为 ,系统命名为 。
(2)写出戊炔所有属于炔烃的同分异构体的结构简式 。
Ⅱ、有机物M(只含C、H、O三种元素中的两种或三种)具有令人愉悦的牛奶香气,主要用于配制奶油、乳品、酸奶和草莓等型香精,是我国批准使用的香料产品,其沸点为148℃。某化学兴趣小组从粗品中分离提纯有机物M,然后借助李比希法、现代科学仪器测定有机物M的分子组成和结构,具体实验过程如下:
步骤一:将粗品用蒸馏法进行纯化
(3)蒸馏装置如图所示
仪器a的名称是 ,图中虚线框内应选用右侧的 (填“仪器x”或“仪器y”)。
步骤二:确定M的实验式和分子式
(4)利用李比希法测得4.4g有机物M完全燃烧后产生8.8g和3.6g。
①M的实验式为 。
②已知M的密度是同温同压下二氧化碳密度的2倍,则M的分子式为 。
步骤三:确定M的结构简式
(5)M的核磁共振氢谱如图1所示,图中峰面积之比为1∶3∶1∶3;M的红外光谱如图2所示。
M中官能团的名称为 ,M的结构简式为 (填键线式)。
【答案】(1) (CH3)3CC(CH3)3 2,2,3,3-四甲基丁烷
(2)、、
(3) 蒸馏烧瓶 仪器y
(4) C2H4O C4H8O2
(5) 羟基、羰基
【详解】(1)烷烃C2H(2n+2),相对分子质量为114,烷烃是C8H18,不能由任何相同碳原子数的烯烃加H2得到,说明C原子上连接3个甲基,应为(CH3)3CC(CH3)3,选取最长碳链为主碳链含四个碳,离取代基近的一端编号,2号碳和3号碳分别有两个甲基,得到名称2,2,3,3-四甲基丁烷;故答案为:(CH3)3CC(CH3)3;2,2,3,3-四甲基丁烷;
(2)
戊炔所有属于炔烃的同分异构体的结构简式、、。故答案为:、、;
(3)蒸馏装置中,仪器a的名称是蒸馏烧瓶,图中虚线框内的仪器是斜放的冷凝管,为了防止液体残留,便于冷凝导气,应选用右侧的仪器y,故答案为:蒸馏烧瓶;仪器y;
(4)①由题目可知,8.8g CO2 含碳元素的质量是2.4g,3.6g H2O中含氢元素质量是0.4g,根据反应中元素守恒,4.4g有机物M含碳元素的质量是2.4g,含氢元素质量是0.4g,含氧元素的质量是1.6g,则有机物M中分子C、H、O原子个数比为 ,则有机物M的实验式是C2H4O,故答案是C2H4O;
②由pV=nRT得,同温同压下气体密度与气体的摩尔质量成正比。已知M的密度是同温同压下二氧化碳密度的2倍,则M的相对分子质量为2×44=88,则由实验式计算,(C2H4O)n的相对原子质量是88,则n=2,则有机物M的分子式是C4H8O2,故答案是C4H8O2;
(5)
由图2的红外光谱仪判断有机物M中含有的官能团是羟基、羰基;由峰面积之比是1∶3∶1∶3可知,M中具有两个甲基,则M的结构简式是CH3CHOHCOCH3,则其键线式是;故答案为:羟基、羰基;。
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