内容正文:
题型04 有机实验分析
1.(21-22高二下·山西·期末)除去下列物质中的杂质(括号中为杂质),采用的试剂和除杂方法正确的是
选项
含杂质的物质
试剂
除杂方法
A
苯(苯酚)
NaOH溶液
分液
B
乙烯(SO2)
溴水
洗气
C
乙醇(H2O)
金属钠
过滤
D
甲烷(乙烯)
酸性 KMnO4溶液
洗气
A.A B.B C.C D.D
2.(21-22高二下·陕西西安·期末)提纯下列物质(括号内为少量杂质),所选用的试剂与分离方法均正确的是
选项
混合物
除杂试剂
分离方法
A
苯(甲苯)
酸性KMnO4溶液,NaOH溶液
分液
B
溴苯(溴)
NaOH溶液
过滤
C
甲烷(乙烯)
酸性KMnO4溶液
洗气
D
乙酸乙酯(乙酸)
氢氧化钠溶液
蒸馏
A.A B.B C.C D.D
3.(22-23高二下·青海西宁·期末)除去下列有机化合物中的杂质的方法中正确的是
选项
物质
杂质
除杂方法
A
乙醇
乙酸
加入碳酸钠溶液洗涤,分液
B
苯
苯酚
加入足量溴水,过滤
C
乙醛
乙酸
加入氢氧化钠溶液洗涤,分液
D
乙酸丁酯
乙酸
加入饱和碳酸钠溶液洗涤,分液
A.A B.B C.C D.D
4.(21-22高二下·宁夏银川·期末)下列有关物质分离或提纯的方法正确的是
选项
待提纯物质
杂质
主要操作方法
A
溴苯
苯
加入铁粉和溴,过滤
B
溴乙烷
溴
NaOH溶液,分液
C
乙烷
乙烯
通入酸性高锰酸钾溶液中
D
肥皂
甘油
加入NaCl粉末,盐析
A.A B.B C.C D.D
5.(23-24高二下·山西·期末)下列实验装置能达到目的的是
A.装置甲实验室制乙酸乙酯 B.装置乙实验室制硝基苯
C.装置丙实验室制乙炔 D.装置丁实验室制乙烯
6.(23-24高二下·山西运城·期末)利用下列实验装置完成对应的实验,能达到实验目的的是
选项
A
B
目的
验证苯与液溴发生取代反应
探究酒精脱水生成乙烯
实验方案
选项
C
D
目的
证明酸性:碳酸>苯酚
制备乙酸乙酯并提高产率
实验方案
A.A B.B C.C D.D
7.(22-23高二下·山西太原·期末)实验小组在实验室中制备1,2-二溴乙烷,装置如图所示(部分夹持装置略去)。下列说法错误的是
A.①中液体变为棕色,体现浓硫酸的脱水性 B.试剂X可选用NaOH溶液
C.实验后通过分液操作从③的混合液中分离出产品 D.④中收集到的尾气需要进行集中处理
8.(22-23高二下·山西·期末)下列有关有机物的实验操作、现象和结论都正确的是
A.①中酸性溶液褪色,乙醇被氧化成乙醛
B.②中钠会沉在乙醇底部,发生置换反应
C.③中灼热的铜丝插入乙醇中,铜丝由黑色变为红色,若将乙醇换为,现象相同
D.④中试管壁上出现油状液滴,该油状液滴是一氯甲烷
9.(23-24高二下·陕西渭南·期末)下列操作规范且能达到实验目的的是
A.证明乙炔可使溴水褪色 B.检验1-氯丁烷中的氯元素
C.验证碳酸酸性强于苯酚 D.实验室制备乙烯
10.(23-24高二下·陕西渭南·期末)下列装置或实验操作能达到实验目的的是
A.制备溴苯并验证有HBr产生
B.实验室制备乙烯
C.检验溴乙烷的消去产物
D.检验1-氯丁烷中氯元素
A.A B.B C.C D.D
11.(22-23高二下·陕西西安·期末)实验室制备溴苯,并验证HBr生成,下列实验装置和操作不能达到实验目的的是
A.只旋开装置甲中恒压滴液漏斗的活塞,即可使苯和溴混合液顺利滴入烧瓶中
B.装置乙盛放CCl4以除去HBr气体中混有的Br2
C.向装置丙中滴加几滴AgNO3溶液可检验HBr的生成
D.用装置丁分离苯和溴苯
12.(23-24高二下·陕西安康·期末)下列实验装置不能达到实验目的的是
A.利用图1装置制备溴苯并验证此反应为取代反应
B.利用图2装置制备并收集乙炔
C.利用图3装置观察甲烷发生取代反应的现象
D.利用图4装置对粗硝基苯(沸点为210.9℃)蒸馏提纯
13.(22-23高二下·青海西宁·期末)某校兴趣小组采用类似制乙酸乙酯的装置(如图),由环己醇制备环己烯,其反应原理为 。环己醇和环己烯的部分性质见下表:
有机物
密度/(g·cm-3)
熔点/℃
沸点/℃
溶解性
环己醇
0.96
25
161
能溶于水
环己烯
0.81
-103
83
难溶于水
回答下列问题:
(1)制备粗品
将12.5mL环己醇加入试管A中,再加入1mL浓硫酸,摇匀后加入碎瓷片,缓慢加热至反应完全,在试管C内得到环己烯粗品(含有环己醇和少量酸性杂质)。
①导管B的作用是 。
②加入碎瓷片的目的是 。
(2)制备精品
①向环己烯粗品中加入Na2CO3溶液,振荡、静置、分层,环己烯在分液漏斗的 层,放出下层液体后,将 。
②将所得的环己烯按如图装置蒸馏,蒸馏时要加入生石灰,其目的是 。
③收集产品时,应控制温度在 左右,实验制得的环己烯精品产量低于理论产量,其原因可能是 (填字母)。
a.蒸馏时从70℃开始收集产品
b.环己醇实际用量多了
c.制备粗品时部分环己醇随产品一起蒸出
④区分环己烯精品和粗品的试剂是 (填“酸性高锰酸钾溶液”或“金属钠”)。
14.(22-23高二下·青海海南·期末)某实验小组用无水乙醇、乙酸与浓硫酸制取乙酸乙酯并提纯,已知乙醇可以和氯化钙反应生成微溶的。回答下列问题:
(1)制备乙酸乙酯装置如下图所示,仪器A的名称为 ;冷凝水流经冷凝管时应从 (填“a”或“b”)口进入。
(2)下列措施可提高乙酸的转化率的是___________(填字母)。
A.增加乙醇的用量 B.蒸出乙酸乙酯 C.增加乙酸的用量 D.冷凝管中通热水
(3)实验所得乙酸乙酯远低于理论产量的可能原因是 (写出其中两种)。
(4)为了除去粗产品中的醋酸,可向粗产品中加入 溶液,在分液漏斗中充分振荡,然后静置,待分层后 (填字母)。
A.直接将有机层从分液漏斗上口倒出
B.直接将有机层从分液漏斗下口放出
C.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将有机层从下口放出
D.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将有机层从上口倒出
(5)再向得到的有机层中加入饱和氯化钙溶液,振荡、分离。加入饱和氯化钙溶液的目的是 。
(6)最后,加入干燥剂除去其中的水分,再进行 (填操作),即可得到纯净的乙酸乙酯。
15.(23-24高二下·青海西宁·期末)已知一溴环己烷()在不同溶剂中与发生不同类型的反应,且生成不同的有机产物。回答下列问题:
(1)一溴环己烷在水溶液中与反应,步骤如下:
Ⅰ.向试管中加入水溶液和5mL一溴环己烷,振荡;
Ⅱ.将试管如图固定后,水浴加热。
①图中试管口安装一长导管的作用是 。
②当观察到 现象时,表明一溴环己烷与溶液完全反应,生成有机产物的结构简式为 。
③检验水解产物中的溴离子的方法是 。
(2)将(1)中溶剂换成乙醇,并重复(1)中步骤。
①向反应后的混合液中先加盐酸酸化,再加入溴水,溶液很快褪色,该现象说明一溴环己烷在乙醇溶液中反应生成了 (填名称);该发生的反应类型为 。
②写出一溴环己烷在乙醇溶液中加热时发生反应的化学方程式: 。
16.(23-24高二下·青海西宁·期末)某校活动小组的同学拟用乙烯催化还原二氧化硫的方法来制取单质硫。
(1)甲组同学用乙醇脱水的反应来制取纯净的乙烯气体,其反应原理及制备装置如下:
主反应:C2H5OHCH2=CH2↑+H2O
①仪器M的名称是 ;
②装置B中盛放的试剂可能是 ;
③装置C的作用是 。
④证明产物中有乙烯气体的现象为 。
(2)乙组同学用甲组同学制得的乙烯并结合如图装置进行乙烯催化还原二氧化硫的实验。
①装置E的作用是 ;装置G的作用是 。
②玻璃管中有硫及二氧化碳生成,该反应的化学方程式为 。
17.(23-24高二下·宁夏银川·期末)环己酮()是一种重要的化工原料,一种由H2O2氧化环己醇制备环己酮的实验方法如下:
相关数据如下:
物质
密度/(g/cm3)
沸点/℃(101kPa)
与水形成
共沸物的沸点/℃
部分性质
环己醇
0.96
161.0
97.8
能溶于水,具有还原性
,易被氧化
环己酮
0.95
155.0(98.0/3.4kPa)
95.0
微溶于水,遇氧化剂易
发生开环反应
回答下列问题:
(1)FeCl3的作用是 ;加入食盐的目的是 。
(2)环己酮的产率受H2O2用量的影响,当环己酮产率达最大值后,增加H2O2的用量,其产率反而下降,原因是 。
(3)减压蒸馏的装置如图所示,为了便于控制温度,加热方式最好选用 (填“水浴”或“油浴”)。进行减压蒸馏时,使用磁力加热搅拌器加热,磁子的作用除搅拌使混合物均匀受热外,还能 。
(4)本实验中环己酮的产率为 (保留2位有效数字)。
(5)传统的制备环已酮实验用酸性K2Cr2O7溶液作氧化剂,更易把环已醇氧化生成己二酸,该反应离子方程式为 。
18.(23-24高二下·宁夏石嘴山·期末)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。
物质
熔点/℃
沸点/℃
密度/g·cm-3
溶解性
苯
5.5
80
0.88
不溶于水
硝基苯
5.7
210.9
1.205
难溶于水
间二硝基苯
89
301
1.57
微溶于水
浓硝酸
42
83
1.4
易溶于水
浓硫酸
10.4
338
1.84
易溶于水
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。
实验步骤如下:
取20mL浓硫酸与足量浓硝酸配制成混合酸,将混合酸小心加入B中。取17.7mL(约15.60g)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50-60℃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205~210℃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)制备硝基苯的化学方程式为 。
(3)配制混合酸时,能否将浓硝酸加入浓硫酸中? (填“能”或“不能”)。
(4)为了使反应在50~60℃下进行,常采用的加热方法是 。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)要想得到纯硝基苯,应将温度控制在接近 ℃。
(6)本实验所得到的硝基苯(硝基苯的摩尔质量为123g/mol)的产率是 (保留两位有效数字)。
19.(23-24高二下·宁夏吴忠·期末)1,2-二溴乙烷是一种重要的化工原料,常用于有机合成、医药中间体的合成等。已知其沸点为131℃,熔点为9℃,实验室中用乙烯溴化法制备1,2-二溴乙烷的装置如图,其中加热和夹持装置已略去。
(1)装置A中的仪器a名称为 ,反应若要安全、平稳进行,须向装置A中添加物质 ;装置B中玻璃管b的作用是 。
(2)为提高装置中1,2-二溴乙烷的产率,装置A中应迅速升温至 ℃,当温度为140℃时乙醇可能发生的副反应的化学方程式为 。
(3)实验过程中,发现装置A中溶液逐渐变黑,同时产生一种有刺激性气味的气体,试分析原因 (用方程式表示)。
(4)从装置D的试管中分离提纯1,2-二溴乙烷需要经过以下步骤:
① (填标号,下同)、②洗涤、③ 。
A.过滤 B.蒸馏 C.分液
(5)分离提纯的第①步中1,2-二溴乙烷从 (填“上口倒出”或“下口放出”),第③步收集温度为 ℃的馏分。
20.(22-23高二下·宁夏吴忠·期末)某化学兴趣小组用甲、乙两套装置(如图所示)进行丙烯酸(H2C=CHCOOH)与乙醇(CH3CH2OH)酯化反应的实验。已知:乙醇的沸点为78.5℃,丙烯酸的沸点为141℃,丙烯酸乙酯的沸点为99.8℃、回答下列问题:
(1)仪器M的名称为 ,仪器A、B中的溶液均为 。
(2)甲、乙两套装置中效果比较好的装置是 ,原因是 。
(3)乙装置中冷凝水应该从 (填“a”或“b”)口进入。
(4)按甲图安装好仪器后,在反应管中加入配制的体积比为3∶2的乙醇和丙烯酸,加热至沸腾,很久也没有果香味液体生成,原因是 。
(5)乙醇需要过量一些的原因是 。
(6)某同学选用了CH3CH218OH、CH2=CH-COOH两个反应物,对酯化反应的原理进行探究。请写出该反应的化学方程式: 。
(7)下列有关有机知识表述正确的是 (填字母)。
A.乙烯可以通过加成反应制得CH3CHCl2
B.等物质的量的甲烷和乙酸完全燃烧时所需O2的质量相同
C.乙酸乙酯中含有乙酸杂质,可加入一定量的乙醇和浓硫酸通过酯化反应除去
D.葡萄糖、麦芽糖均能与银氨溶液发生银镜反应
1.(22-23高二下·宁夏吴忠·期末)青蒿素是最好的抵抗疟疾的药物,可从黄花蒿茎叶中提取,它是无色针状晶体,可溶于乙醇、乙醚等有机溶剂,难溶于水。常见的提取方法如下。
(1)操作Ⅰ、Ⅱ中,不会用到的装置是 (填序号)
(2)向干燥、破碎后的黄花蒿中加入乙醚的作用是 。
(3)操作Ⅲ的分离提纯方法名称是 。
(4)某同学发现青蒿素可以使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,依据此现象在其键线式上圈出对应的基团 。
2.(23-24高二下·陕西宝鸡·期末)Ι.设计一个简单的一次性完成的实验装置图,验证醋酸溶液、二氧化碳溶液、苯酚溶液的酸性强弱顺序(CH3COOH>H2CO3>C6H5OH)。
(1)饱和NaHCO3其作用是 ,连接顺序为A—D—E—B—C— —B—C—F。(填所缺仪器上的字母)
(2)试管F中的现象是 。试管F中的化学反应方程式是 。
Ⅱ.某兴趣小组设计实验验证乙醛与新制氢氧化铜的反应,装置如下图所示,回答下列问题:
(3)仪器b的进水口为 (填“上口”或“下口”)。
(4)反应需控制温度为65℃,适宜采用的加热方式为 ;
(5)仪器c中发生反应的化学方程式为 。
3.(23-24高二下·陕西渭南·期末)如图是某小组设计的用干燥氯气和甲苯合成一氯化苄(,其中表示苯基)并分离产物的实验装置。甲苯及各种氯化苄的物理性质如下表所示。
物理性质
熔点/℃
沸点/℃
密度()
甲苯
110
0.86
一氯化苄()
179
1.10
二氯化苄()
205
1.26
三氯化苄()
221
1.37
回答下列问题:
(1)使用恒压滴液漏斗的优点是 ,C中盛放的试剂是 ,F的作用是 。
(2)两处冷凝水的进水口分别为: 。(填图中标号)
(3)写出制备一氯化苄的化学方程式: 。在反应过程中,由于温度控制不当,部分产物从处被蒸出进入烧杯中。取烧杯中的吸收液于试管中,滴入新制氢氧化铜悬浊液并加热,观察到有砖红色沉淀生成,说明吸收液中有 (填物质名称)生成。
(4)反应结束后,撤去E,F及尾气吸收装置,塞上玻璃塞。保持关闭,打开,加热三颈烧瓶,分馏出产物,应选择的温度范围是: 。
(5)下列有关说法正确的是
A.一氯化苄、二氯化苄、三氯化苄是同系物
B.甲苯既能使高锰酸钾褪色,也能使溴水褪色,且褪色原理相同
C.一氯化苄中所有碳原子一定在同一平面上
(6)由于某同学操作时不慎将含铁的沸石加入三颈烧瓶,在分馏时得到了异常馏分X。用质谱法测得X的相对分子质量与二氯化苄相同,核磁共振氢谱显示X中有三种不同化学环境的氢。X的结构简式是 (任写一种)。
4.(23-24高二下·陕西咸阳·期末)丙酮是重要的化工试剂,某实验小组利用2-丙醇氧化法合成丙酮,实验步骤如下:
已知:①丙酮的沸点为56℃,不与水形成恒沸物,能被强氧化剂氧化成乙酸。
②在水溶液中,呈橙红色,呈绿色。
步骤一:制备氧化剂
称取6.00(过量)充分溶解于80mL水中,小心加入3mL浓硫酸,得到橙红色溶液。
步骤二:制备丙酮
组装如图1所示的实验装置,将3.00g2-丙醇注入仪器X,向仪器Y中加入步骤一制备的溶液,控制滴速5~6s每滴缓慢将溶液滴入到仪器X中,当仪器X中溶液变成棕黄色,且长时间搅拌后依然保持棕黄色时,停止滴加。
(1)仪器X的名称为 。
(2)使用仪器Y相较于普通分液漏斗的优点是 。
(3)仪器Y中溶液刚滴入X中的实验现象为 。
(4)能否将仪器X、Y中的药品互换位置? (填“能”或“不能”),原因是 。
步骤三:提纯
取少量一水合次磷酸钠配成硫酸酸化溶液,加入仪器X中,待其中溶液呈现绿色时,将原制备装置改成蒸馏装置(如图2),收集55~56℃馏分。
(5)的作用是 。
(6)图2装置空白处使用的仪器为 (填字母)。
A. B. C.
(7)收集55~56℃馏分1.74g,由此计算本次实验丙酮的产率为 。
5.(22-23高二下·陕西渭南·期末)溴苯是一种化工原料,纯净溴苯是一种无色液体,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后的产物。请回答下列问题:
(1)装置中冷凝管除导气外,还有 的作用,冷凝水从 (填“a”或“b”)口进入。四个实验装置中能起到防倒吸的有 (填序号)。
(2)实验开始时,关闭K2,打开K1和滴液漏斗活塞,滴加苯和液溴的混合液,反应开始。写出装置Ⅱ中发生的主要有机反应的化学方程式 ,反应类型为 ,装置Ⅲ中能说明苯与液溴发生的是此反应类型的现象是 。Ⅲ中小试管内苯的作用是 。
(3)反应结束后,要让装置I中的水倒吸入装置Ⅱ中。这样操作的目的是 。
(4)三颈烧瓶内反应后液体呈棕黄色,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5%的NaOH溶液洗涤,振荡,分液;
③用蒸馏水洗涤,振荡,分液;
④加入无水CaCl2粉末干燥;
⑤通过过滤、 (填操作名称),可得到无色、较纯净的溴苯。
(5)下列关于苯和溴苯的说法正确的是 (填字母)。
A.苯是一种密度比水大、不溶于水、有特殊气味的无色液体
B.仅用水即可鉴别苯和溴苯
C.溴苯中溴原子是官能团
6.(23-24高二下·山西吕梁·期末)1,2-二溴乙烷在农业生产中常用作杀虫剂,不溶于水,易溶于醇、醚、丙酮等有机溶剂。实验室制备1,2-二溴乙烷的装置如下:
已知:
乙醇
1,2-二溴乙烷
乙醚
状态
无色液体
无色液体
无色液体
密度()
0.79
2.18
0.71
沸点
78.5
131
34.6
熔点
-130
9.3
-116
相对分子质量
46
188
74
回答下列问题:
(1)装置A发生的主要反应是: 。装置B中玻璃管a的作用是 。
(2)实验时,要尽可能迅速的把装置A的反应温度提高到170℃左右,其主要目的是 。
(3)装置C中盛装的试剂X是氢氧化钠溶液,其作用是 。
(4)若粗品含有少量未反应的,最好用___________洗涤除去(填正确选项的字母)。
A.水 B.溶液 C.氢氧化钠溶液 D.乙醇
(5)洗涤后分出的产物加入少量无水固体,静置片刻,过滤除去固体,进行蒸馏纯化,集129∼133℃馏分,得到9.2g产品,产品的产率 (精确至为)。
7.(23-24高二下·山西太原·期末)某化学兴趣小组在学校实验室进行了以下实验。回答下列问题:
(1)某有机化合物在同温同压下A蒸气对的相对密度为30,分子中含碳的质量分数为40.0%,氢6.6%,氧53.4%。该物质既可与Na反应,又可与或反应,其结构简式为 。
(2)用下图所示装置制备乙烯并验证乙烯的性质。当温度迅速上升后,可观察到试管中的溴水褪色,烧瓶中浓与乙醇的混合液体变为棕黑色。
①装置I中生成乙烯的化学方程式是 。
②甲同学认为:溴水褪色的现象不能证明装置I中有乙烯生成,原因是 。
③乙同学建议:在装置I和II之间增加一个洗气装置,洗气的试剂是 。
④丙同学查文献得知:若用溴水验证,反应后装置II中的产物主要为,含少量。建议将装置II中的试剂改为“溴的溶液”以排除对乙烯与反应的干扰。写出乙烯与溴水反应生成的化学方程式: 。
(3)丁同学尝试分离提纯下列混合物或除去混合物中的杂质,他设计的实验方法错误的是 (填标号)。
实验
实验目的
分离、提纯、除杂方法
A
分离苯和水
分液法
B
提纯含少量泥沙的粗苯甲酸
重结晶法
C
除去乙炔中气体
用溶液洗气、干燥
D
除去苯中混有的少量苯酚杂质
过滤
E
分离二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳的混合物
蒸馏法
8.(22-23高二下·山西·期末)实验室中制备氯苯的装置如图所示(其中夹持仪器已略去),其原理是苯与氯气在催化剂作用下生成氯苯,同时会有少量苯发生副反应生成二氯苯。苯及其生成物沸点如表所示:
有机物
苯
氯苯
邻二氯苯
间二氯苯
对二氯苯
沸点/℃
80.0
132.2
180.4
172.0
173.4
请回答下列问题:
(1)仪器a中盛有晶体,仪器b中盛有浓盐酸。打开仪器b中活塞,a中产生氯气。仪器b名称是 。
(2)仪器c中装有浓硫酸,仪器d中盛有苯、粉末,仪器a中生成的氯气经过仪器c进入仪器d中,d中主要反应的化学方程式为 。
(3)f处应接仪器名称和盛装试剂最好为下列的___________。
A.洗气瓶,浓硫酸 B.烧杯,溶液
C.U形管,无水 D.U形管,碱石灰
(4)该方法制备的氯苯中含有很多杂质。可通过如下流程提纯氯苯:
氯苯混合物纯净氯苯
①水洗并分液可除去、部分和 (填化学式);
②最后一步分离出纯净氯苯的方法是 (填操作名称)。
(5)加入15.6g苯经充分反应后制得16.2g氯苯,则该实验中氯苯的产率为 。
9.(22-23高二下·山西朔州·期末)实验的方法常用于研究有机化合物的结构及性质。
(1)如图是制备和研究乙炔性质的实验装置图。
①仪器a中盛放试剂的名称是 。
②b中发生反应的化学方程式是 。
③c中盛放的CuSO4溶液的作用是 。
④d中溴的四氯化碳溶液褪色,生成物的结构简式是 。
⑤e中溶液检验乙炔的还原性,则盛放试剂为 。
⑥若在空气中点燃乙炔,可观察到的实验现象是 。
(2)某同学探究1-溴丁烷化学性质的实验装置如图所示。先在圆底烧瓶中加入2.0gNaOH和15mL无水乙醇,搅拌,再加入5mL1-溴丁烷和几片碎瓷片,微热(液体沸腾后,移开酒精灯)产生的气体通过盛有水的试管后,再通入盛有酸性KMnO4溶液的试管中。
①圆底烧瓶中反应的化学方程式是 。
②实验时加入碎瓷片的目的是 。
③装置Ⅱ的作用是 。
④装置Ⅲ中可观察到的现象是 。如果没有装置Ⅱ,则装置Ⅲ中的药品应换成 。
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题型04 有机实验分析
1.(21-22高二下·山西·期末)除去下列物质中的杂质(括号中为杂质),采用的试剂和除杂方法正确的是
选项
含杂质的物质
试剂
除杂方法
A
苯(苯酚)
NaOH溶液
分液
B
乙烯(SO2)
溴水
洗气
C
乙醇(H2O)
金属钠
过滤
D
甲烷(乙烯)
酸性 KMnO4溶液
洗气
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.向含有少量苯酚的苯中加入NaOH溶液,苯酚和NaOH反应生成易溶于水的苯酚钠,再通过分液可以分离出苯,A正确;
B.将含有少量SO2的乙烯通入到溴水中,SO2和乙烯都会和溴水反应,B错误;
C.向含有少量水的乙醇中加入金属钠,水和乙醇都会和钠反应,C错误;
D.将含有少量乙烯的甲烷通入到酸性KMnO4溶液溶液中,乙烯会被氧化为CO2,使得甲烷中混有新的杂质,D错误;
故选A。
2.(21-22高二下·陕西西安·期末)提纯下列物质(括号内为少量杂质),所选用的试剂与分离方法均正确的是
选项
混合物
除杂试剂
分离方法
A
苯(甲苯)
酸性KMnO4溶液,NaOH溶液
分液
B
溴苯(溴)
NaOH溶液
过滤
C
甲烷(乙烯)
酸性KMnO4溶液
洗气
D
乙酸乙酯(乙酸)
氢氧化钠溶液
蒸馏
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.甲苯能被酸性高锰酸钾溶液氧化为苯甲酸,苯甲酸再与氢氧化钠溶液反应生成易溶于水的苯甲酸钠,与苯分层,故A正确;
B.溴与NaOH溶液反应后,与溴苯分层,不能过滤,应分液,故B错误;
C.乙烯能被酸性高锰酸钾溶液氧化生成二氧化碳,引入新杂质,不能除杂,应选溴水、洗气,故C错误;
D.乙酸乙酯、乙酸均能与NaOH溶液反应,将源物质除去,不能除杂,应选用饱和碳酸钠溶液、分液,故D错误;
答案选A。
3.(22-23高二下·青海西宁·期末)除去下列有机化合物中的杂质的方法中正确的是
选项
物质
杂质
除杂方法
A
乙醇
乙酸
加入碳酸钠溶液洗涤,分液
B
苯
苯酚
加入足量溴水,过滤
C
乙醛
乙酸
加入氢氧化钠溶液洗涤,分液
D
乙酸丁酯
乙酸
加入饱和碳酸钠溶液洗涤,分液
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.加入碳酸钠溶液洗涤,乙酸与碳酸钠反应生成乙酸钠,乙醇、乙酸钠均易溶于水,不能分液分离,故A错误;
B.加入溴水,与苯酚反应生成三溴苯酚,溴和三溴苯酚均能溶于苯,不能除杂质,故B错误;
C.加入氢氧化钠溶液洗涤,乙酸与氢氧化钠反应生成乙酸钠,乙酸钠和乙醛均易溶于水,不能分液分离,故C错误;
D.乙酸丁酯难溶于水,乙酸钠易溶于水,加入饱和碳酸钠溶液洗涤,乙酸与碳酸钠反应生成乙酸钠,然后分液可分离,故D正确;
故选D。
4.(21-22高二下·宁夏银川·期末)下列有关物质分离或提纯的方法正确的是
选项
待提纯物质
杂质
主要操作方法
A
溴苯
苯
加入铁粉和溴,过滤
B
溴乙烷
溴
NaOH溶液,分液
C
乙烷
乙烯
通入酸性高锰酸钾溶液中
D
肥皂
甘油
加入NaCl粉末,盐析
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.苯能与溴反应,但加入的溴的量不易控制,同时溴也能够与溴苯互溶,达不到提纯目的,A错误;
B.溴乙烷在碱性条件下可发生水解,应加入碱性较弱的碳酸钠溶液除杂,B错误;
C.乙烯被酸性高锰酸钾溶液氧化为二氧化碳,引入新的杂质,C错误;
D.加入NaCl可降低高脂肪酸盐的溶解度,发生盐析,过滤可除杂,D正确;
故选D。
5.(23-24高二下·山西·期末)下列实验装置能达到目的的是
A.装置甲实验室制乙酸乙酯 B.装置乙实验室制硝基苯
C.装置丙实验室制乙炔 D.装置丁实验室制乙烯
【答案】B
【详解】A.装置甲实验室装置甲实验室制乙酸乙酯,应在制备装置后连接收集产物的装置(试管中加饱和碳酸钠溶液),A错误;
B.制备硝基苯,水浴加热,温度计测定水温,图中制备装置合理,能够达到实验目的,B正确;
C.装置丙实验室制乙炔,不能使用启普发生器,反应生成物为糊状,不会达到随时停止的状况,且反应剧烈,C错误;
D.装置丁制取乙烯的条件是迅速加热到170℃,图中缺少温度计,D错误;
故答案为:B。
6.(23-24高二下·山西运城·期末)利用下列实验装置完成对应的实验,能达到实验目的的是
选项
A
B
目的
验证苯与液溴发生取代反应
探究酒精脱水生成乙烯
实验方案
选项
C
D
目的
证明酸性:碳酸>苯酚
制备乙酸乙酯并提高产率
实验方案
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.苯与液溴在铁作催化剂发生取代反应:+Br2+HBr,该反应为放热反应,产生的HBr气体中混有Br2蒸气,Br2蒸气溶于硝酸银溶液中也产生淡黄色沉淀AgBr,对HBr的检验产生干扰,题中缺少除去Br2蒸气的装置,HBr极易溶于水,题中缺少防倒吸装置,故A错误;
B.乙醇发生消去反应:CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O,浓硫酸具有脱水性,将酒精脱水炭化,产生的碳单质与浓硫酸反应生成CO2、SO2,产生的乙烯中混有SO2和挥发出的乙醇,SO2和乙醇也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,题中缺少除去SO2和乙醇的装置,故B错误;
C.浓盐酸具有挥发性,烧瓶中产生CO2中混有HCl(g),HCl(g)也能与苯酚钠反应产生苯酚,对碳酸、苯酚酸性强弱对比产生干扰,题中缺少除去CO2中HCl(g)的操作,故C错误;
D.乙酸和乙醇发生酯化反应CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O,乙醇、乙酸、乙酸乙酯蒸气在冷凝管中遇冷,回流到三口烧瓶中,增加乙酸、乙醇的利用率,提高乙酸乙酯的产率,同时利用分水器可以做到乙酸乙酯与水的分离,故D正确;
答案为D。
7.(22-23高二下·山西太原·期末)实验小组在实验室中制备1,2-二溴乙烷,装置如图所示(部分夹持装置略去)。下列说法错误的是
A.①中液体变为棕色,体现浓硫酸的脱水性 B.试剂X可选用NaOH溶液
C.实验后通过分液操作从③的混合液中分离出产品 D.④中收集到的尾气需要进行集中处理
【答案】C
【详解】A.浓硫酸具有强的氧化性和脱水性,将乙醇碳化使①中液体逐渐变黑,体现浓硫酸的脱水性,故A正确;
B.试剂X主要作用除去乙烯中混有的二氧化硫和二氧化碳,可以用氢氧化钠溶液,故B正确;
C.1,2-二溴乙烷与四氯化碳相互溶解,不能用分液法分离,故C错误;
D.尾气中含有乙烯和挥发的溴蒸汽,需要集中处理,故D正确;
故选C。
8.(22-23高二下·山西·期末)下列有关有机物的实验操作、现象和结论都正确的是
A.①中酸性溶液褪色,乙醇被氧化成乙醛
B.②中钠会沉在乙醇底部,发生置换反应
C.③中灼热的铜丝插入乙醇中,铜丝由黑色变为红色,若将乙醇换为,现象相同
D.④中试管壁上出现油状液滴,该油状液滴是一氯甲烷
【答案】B
【详解】A.乙醇具有还原性,酸性高锰酸钾将乙醇氧化成乙酸,A错误;
B.钠的密度比乙醇大,钠会沉在乙醇底部,与乙醇反应生成氢气和乙醇钠,为置换反应,B正确;
C.醇氧化生成醛的过程需要与羟基相连的碳上有2个H则生成醛;与羟基相连的碳上有1个氢则生成酮,若无氢则不能反应,C错误;
D.氯气与甲烷反应产物的为气体,为油状液滴,为油状液滴,为油状液滴,D错误;
故选B。
9.(23-24高二下·陕西渭南·期末)下列操作规范且能达到实验目的的是
A.证明乙炔可使溴水褪色 B.检验1-氯丁烷中的氯元素
C.验证碳酸酸性强于苯酚 D.实验室制备乙烯
【答案】D
【详解】A.电石中含有硫化物的杂质,与水反应生成H2S,H2S也能使溴水褪色,因此不能确定是乙炔使溴水褪色,A不能达到实验目的;
B.1-氯丁烷是非电解质,没有氯离子,直接加硝酸酸化的硝酸银无法检验1-氯丁烷中氯元素,B不能达到实验目的;
C.CH3COOH与Na2CO3反应生成CO2,乙酸易挥发,所得CO2中混有CH3COOH (g),CH3COOH (g)能与苯酚钠溶液反应生成苯酚,观察到苯酚钠溶液变浑浊,不能证明CO2与苯酚钠一定发生了反应,不能比较碳酸和苯酚酸性的强弱,C不能达到实验目的;
D.乙醇在浓硫酸催化作用下170°C生成乙烯,D能达到实验目的;
故选D。
10.(23-24高二下·陕西渭南·期末)下列装置或实验操作能达到实验目的的是
A.制备溴苯并验证有HBr产生
B.实验室制备乙烯
C.检验溴乙烷的消去产物
D.检验1-氯丁烷中氯元素
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.溴易挥发,也能与硝酸银溶液生成沉淀,干扰HBr的检验,A错误;
B.实验室制备乙烯要求迅速升温到170℃,温度计应插入液面以下,测量反应液的温度,B错误;
C.溴乙烷在氢氧化钠醇溶液加热条件下发生消去反应生成乙烯,可以用溴的四氯化碳溶液检验溴乙烷的消去产物,C正确;
D.1-氯丁烷是非电解质,没有氯离子,直接加硝酸酸化的硝酸银无法检验1-氯丁烷中氯元素,D错误;
故选C。
11.(22-23高二下·陕西西安·期末)实验室制备溴苯,并验证HBr生成,下列实验装置和操作不能达到实验目的的是
A.只旋开装置甲中恒压滴液漏斗的活塞,即可使苯和溴混合液顺利滴入烧瓶中
B.装置乙盛放CCl4以除去HBr气体中混有的Br2
C.向装置丙中滴加几滴AgNO3溶液可检验HBr的生成
D.用装置丁分离苯和溴苯
【答案】D
【详解】A.恒压滴液漏斗可平衡气压,旋开装置甲中活塞,可使苯和溴混合液顺利滴入烧瓶中,故A正确;
B.溴易挥发,易溶于CCl4,装置乙盛放CCl4可除去HBr气体混有的Br2,故B正确;
C.反应生成的HBr溶于水形成氢溴酸,电离出的溴离子可用AgNO3溶液检验,故C正确;
D.苯与溴苯可互溶,无法用分液操作进行分离,故D错误;
答案选D。
12.(23-24高二下·陕西安康·期末)下列实验装置不能达到实验目的的是
A.利用图1装置制备溴苯并验证此反应为取代反应
B.利用图2装置制备并收集乙炔
C.利用图3装置观察甲烷发生取代反应的现象
D.利用图4装置对粗硝基苯(沸点为210.9℃)蒸馏提纯
【答案】A
【详解】A.利用图1装置制备溴苯,烧瓶中溢出的气体中含有溴蒸汽,溴、溴化氢都能与硝酸银反应生成沉淀,溴蒸汽干扰HBr的检验,此装置不能验证改反应为取代反应,故A错误;
B.电石和水反应生成氢氧化钙和乙炔,乙炔难溶于水,用排水法收集乙炔,利用图2装置制备并收集乙炔,故B正确;
C.试管内气体颜色变浅、试管内液面上述、试管壁有油状液体生成、饱和食盐水变浑浊,证明甲烷和氯气发生取代反应,故C正确;
D苯和硝基苯沸点不同,利用图4装置对粗硝基苯(沸点为210.9℃)蒸馏提纯,故D正确;
选A。
13.(22-23高二下·青海西宁·期末)某校兴趣小组采用类似制乙酸乙酯的装置(如图),由环己醇制备环己烯,其反应原理为 。环己醇和环己烯的部分性质见下表:
有机物
密度/(g·cm-3)
熔点/℃
沸点/℃
溶解性
环己醇
0.96
25
161
能溶于水
环己烯
0.81
-103
83
难溶于水
回答下列问题:
(1)制备粗品
将12.5mL环己醇加入试管A中,再加入1mL浓硫酸,摇匀后加入碎瓷片,缓慢加热至反应完全,在试管C内得到环己烯粗品(含有环己醇和少量酸性杂质)。
①导管B的作用是 。
②加入碎瓷片的目的是 。
(2)制备精品
①向环己烯粗品中加入Na2CO3溶液,振荡、静置、分层,环己烯在分液漏斗的 层,放出下层液体后,将 。
②将所得的环己烯按如图装置蒸馏,蒸馏时要加入生石灰,其目的是 。
③收集产品时,应控制温度在 左右,实验制得的环己烯精品产量低于理论产量,其原因可能是 (填字母)。
a.蒸馏时从70℃开始收集产品
b.环己醇实际用量多了
c.制备粗品时部分环己醇随产品一起蒸出
④区分环己烯精品和粗品的试剂是 (填“酸性高锰酸钾溶液”或“金属钠”)。
【答案】(1)导气并冷凝气体 防止反应混合液暴沸
(2)上 上层液体从分液漏斗的上口倒出 除去水分 83℃ c 金属钠
【详解】(1)①导管的作用为导气并冷凝气体。
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。
(2)①环己烯的密度小于水,故环己烯在分液漏斗的上层,放出下层液体后,将上层液体从分液漏斗的上口倒出。
②生石灰的作用为除去环己烯中的水分。
③环己烯的沸点是83℃,因此收集产品时,应控制温度在83℃左右;
a.若提前收集,产品中会混有杂质,实际产量高于理论产量;
b. 环己醇实际用量多了,则制取的环己烯物质的量增大,实际产量高于理论产量;
c.粗产品中混有环己醇,导致测定消耗的环己醇量增大,制得的环己烯实际产量低于理论产量;因此实验制得的环己烯精品质量低于理论产量,可能的原因是c。
④区分环己烯精品和粗品可加入金属钠,观察是否有气体生成,如有气体是粗品,如没有气体是精品。而环己烯和环己醇都能使酸性高锰酸钾溶液褪色。故选用金属钠。
14.(22-23高二下·青海海南·期末)某实验小组用无水乙醇、乙酸与浓硫酸制取乙酸乙酯并提纯,已知乙醇可以和氯化钙反应生成微溶的。回答下列问题:
(1)制备乙酸乙酯装置如下图所示,仪器A的名称为 ;冷凝水流经冷凝管时应从 (填“a”或“b”)口进入。
(2)下列措施可提高乙酸的转化率的是___________(填字母)。
A.增加乙醇的用量 B.蒸出乙酸乙酯 C.增加乙酸的用量 D.冷凝管中通热水
(3)实验所得乙酸乙酯远低于理论产量的可能原因是 (写出其中两种)。
(4)为了除去粗产品中的醋酸,可向粗产品中加入 溶液,在分液漏斗中充分振荡,然后静置,待分层后 (填字母)。
A.直接将有机层从分液漏斗上口倒出
B.直接将有机层从分液漏斗下口放出
C.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将有机层从下口放出
D.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将有机层从上口倒出
(5)再向得到的有机层中加入饱和氯化钙溶液,振荡、分离。加入饱和氯化钙溶液的目的是 。
(6)最后,加入干燥剂除去其中的水分,再进行 (填操作),即可得到纯净的乙酸乙酯。
【答案】(1)蒸馏烧瓶 b (2)AB (3)原料乙醇、乙酸未反应就被蒸出;反应为可逆反应,有限度
(4)饱和碳酸钠溶液 D (5)除去乙醇 (6)蒸馏
【详解】(1)根据仪器A的构造可知,其名称为蒸馏烧瓶,为充分冷凝,使蒸馏水充满冷凝管,则应从下端,即b进冷凝水,故答案为b;
(2)可提高乙酸的转化率的方法就是促使化学平衡正向移动的方法,则
A.增加乙醇的用量可以使平衡正向移动,故A正确;
B.蒸出乙酸乙酯可以使平衡正向移动,故B正确;
C.增加乙酸的用量乙酸的转化率降低,故C错误;
D.冷凝管中通热水,乙酸的转化率降低,故D错误;
故选AB;
(3)原料乙醇、乙酸未反应就被蒸出,该反应为可逆反应,导致实验所得乙酸乙酯远低于理论产量;故答案为:原料乙醇、乙酸未反应就被蒸出;反应为可逆反应,有限度;
(4)为了除去粗产品其中的醋酸,可向产品中加入饱和碳酸钠溶液,乙酸乙酯在上层,下层是无色溶液,下层液体从下面漏出,上层液体从上口倒出,先将水层从分液漏斗的下口放出,再将有机层从上口倒出,故选D。故答案为:饱和碳酸钠溶液;D;
(5)乙醇在饱和氯化钙溶液中的溶解度很小,可以用此物质来除去乙醇,故答案为:除去乙醇;
(6)加入干燥剂除去其中的水分,整流后可得到纯净的乙酸乙酯,故答案为:蒸馏。
15.(23-24高二下·青海西宁·期末)已知一溴环己烷()在不同溶剂中与发生不同类型的反应,且生成不同的有机产物。回答下列问题:
(1)一溴环己烷在水溶液中与反应,步骤如下:
Ⅰ.向试管中加入水溶液和5mL一溴环己烷,振荡;
Ⅱ.将试管如图固定后,水浴加热。
①图中试管口安装一长导管的作用是 。
②当观察到 现象时,表明一溴环己烷与溶液完全反应,生成有机产物的结构简式为 。
③检验水解产物中的溴离子的方法是 。
(2)将(1)中溶剂换成乙醇,并重复(1)中步骤。
①向反应后的混合液中先加盐酸酸化,再加入溴水,溶液很快褪色,该现象说明一溴环己烷在乙醇溶液中反应生成了 (填名称);该发生的反应类型为 。
②写出一溴环己烷在乙醇溶液中加热时发生反应的化学方程式: 。
【答案】 冷凝回流 溶液分层消失 取少量溶液,加入足量硝酸酸化,再加入硝酸银溶液,若有淡黄色沉淀生成,则说明水解后的溶液含有溴离子 环己烯 消去反应
【详解】(1)①图中试管口安装一长导管的作用是冷凝回流;故答案为:冷凝回流。
②一溴环己烷不溶于水,会与水溶液分层,当观察到溶液分层消失现象时,表明一溴环己烷与溶液完全反应,生成有机物环己醇,其结构简式为;故答案为:溶液分层消失;。
③水解后产物中有溴离子和氢氧根,因此检验水解产物中的溴离子的方法是取少量溶液,加入足量硝酸酸化,再加入硝酸银溶液,若有淡黄色沉淀生成,则说明水解后的溶液含有溴离子;故答案为:取少量溶液,加入足量硝酸酸化,再加入硝酸银溶液,若有淡黄色沉淀生成,则说明水解后的溶液含有溴离子。
(2)①能使溴水褪色,说明生成了烯烃,而一溴环己烷在乙醇溶液中反应生成了环己烯;该发生的反应类型为消去反应;故答案为:环己烯;消去反应。
②一溴环己烷在乙醇溶液中加热时反应生成环己烯,其反应的化学方程式:;故答案为:。
16.(23-24高二下·青海西宁·期末)某校活动小组的同学拟用乙烯催化还原二氧化硫的方法来制取单质硫。
(1)甲组同学用乙醇脱水的反应来制取纯净的乙烯气体,其反应原理及制备装置如下:
主反应:C2H5OHCH2=CH2↑+H2O
①仪器M的名称是 ;
②装置B中盛放的试剂可能是 ;
③装置C的作用是 。
④证明产物中有乙烯气体的现象为 。
(2)乙组同学用甲组同学制得的乙烯并结合如图装置进行乙烯催化还原二氧化硫的实验。
①装置E的作用是 ;装置G的作用是 。
②玻璃管中有硫及二氧化碳生成,该反应的化学方程式为 。
【答案】 圆底烧瓶 NaOH溶液 检验SO2和CO2是否除尽 C中澄清石灰水不变浑浊,D中酸性KMnO4溶液褪色 将SO2和C2H4混合均匀 将生成的硫蒸气冷却为固体 3SO2+C2H43S+2CO2+2H2O
【详解】(1)①仪器M的名称是圆底烧瓶,故答案为:圆底烧瓶;
②因乙烯中混有SO2和CO2,装置B 中应盛放NaOH溶液除去混有的杂质酸性气体,故答案为:NaOH溶液;
③SO2和CO2均能使澄清石灰水变浑浊, 装置C的作用是检验CO2和SO2是否除尽,故答案为:检验SO2和CO2是否除尽;
④C中澄清石灰水不变浑浊,证明混合气体中没有SO2和CO2,乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,D中酸性KMnO4溶液褪色说明产物中存在乙烯,故答案为:C中澄清石灰水不变浑浊,D中酸性KMnO4溶液褪色;
(2)①装置E可使C2H4与SO2气体完全混合并可通过控制活塞调整两气体的比例;装置G利用冰水混合物降温,使生成的硫蒸气冷却为固体;故答案为:将SO2和C2H4混合均匀;将生成的硫蒸气冷却为固体;
②乙烯和SO2反应生成硫及二氧化碳,根据电子转移守恒及原子守恒,该反应的化学方程式为3SO2+C2H43S+2CO2+2H2O,故答案为:3SO2+C2H43S+2CO2+2H2O。
17.(23-24高二下·宁夏银川·期末)环己酮()是一种重要的化工原料,一种由H2O2氧化环己醇制备环己酮的实验方法如下:
相关数据如下:
物质
密度/(g/cm3)
沸点/℃(101kPa)
与水形成
共沸物的沸点/℃
部分性质
环己醇
0.96
161.0
97.8
能溶于水,具有还原性
,易被氧化
环己酮
0.95
155.0(98.0/3.4kPa)
95.0
微溶于水,遇氧化剂易
发生开环反应
回答下列问题:
(1)FeCl3的作用是 ;加入食盐的目的是 。
(2)环己酮的产率受H2O2用量的影响,当环己酮产率达最大值后,增加H2O2的用量,其产率反而下降,原因是 。
(3)减压蒸馏的装置如图所示,为了便于控制温度,加热方式最好选用 (填“水浴”或“油浴”)。进行减压蒸馏时,使用磁力加热搅拌器加热,磁子的作用除搅拌使混合物均匀受热外,还能 。
(4)本实验中环己酮的产率为 (保留2位有效数字)。
(5)传统的制备环已酮实验用酸性K2Cr2O7溶液作氧化剂,更易把环已醇氧化生成己二酸,该反应离子方程式为 。
【答案】(1)催化剂 降低环己酮在水中的溶解度,便以液体分离
(2)环己酮进一步被氧化发生开环反应 (3)油浴 防止暴沸 (4)83%
(5)3 +4Cr2+32H+→3HOOCCH2CH2CH2CH2COOH+8Cr3++19H2O
【详解】(1)根据分析,FeCl3为反应的催化剂,加入食盐的目的是降低环己酮在水中的溶解度,便以液体分离;
(2)由题干相关数据可知,环己酮微溶于水,遇氧化剂易发生开环反应,故当环己酮产率达最大值后,H2O2具有氧化性,增加H2O2的用量将导致环己酮进一步发生开环反应,而导致其产率反而下降;
(3)水浴温度不能高于100℃,环己酮的沸点为155℃,故为了便于控制温度,加热方式最好选用油浴;进行减压蒸馏时,使用磁力加热搅拌器加热,磁子的作用除搅拌使混合物均匀受热外,还有防止暴沸的作用;
(4)反应过程碳原子守恒,可得:n(环己酮)=n(环己醇)= =0.096mol,则环己酮的产率为≈83%;
(5)
传统的制备环己酮实验用酸性K2Cr2O7作氧化剂,更易把环己醇氧化生成己二酸,离子方程式为3 +4Cr2+32H+→3HOOCCH2CH2CH2CH2COOH+8Cr3++19H2O。
18.(23-24高二下·宁夏石嘴山·期末)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。
物质
熔点/℃
沸点/℃
密度/g·cm-3
溶解性
苯
5.5
80
0.88
不溶于水
硝基苯
5.7
210.9
1.205
难溶于水
间二硝基苯
89
301
1.57
微溶于水
浓硝酸
42
83
1.4
易溶于水
浓硫酸
10.4
338
1.84
易溶于水
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。
实验步骤如下:
取20mL浓硫酸与足量浓硝酸配制成混合酸,将混合酸小心加入B中。取17.7mL(约15.60g)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50-60℃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205~210℃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)制备硝基苯的化学方程式为 。
(3)配制混合酸时,能否将浓硝酸加入浓硫酸中? (填“能”或“不能”)。
(4)为了使反应在50~60℃下进行,常采用的加热方法是 。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)要想得到纯硝基苯,应将温度控制在接近 ℃。
(6)本实验所得到的硝基苯(硝基苯的摩尔质量为123g/mol)的产率是 (保留两位有效数字)。
【答案】(1)冷凝回流 (2)+HNO3(浓) +H2O (3)不能
(4)水浴加热 粗硝基苯中溶有浓硝酸分解产生的NO2 (5)210.9 (6)73%
【详解】(1)为防止浓硝酸、苯及生成的硝基苯挥发,实验过程中需进行冷凝回流,则图中装置C的作用是:冷凝回流;
(2)苯与混合酸在50~60℃下进行反应,可制备硝基苯,化学方程式为+HNO3(浓) +H2O;
(3)浓硫酸与浓硝酸混合时会放出大量的热,若将浓硝酸加入浓硫酸中,由于浓硝酸的密度小于浓硫酸,会造成液体溅出。所以配制混合酸时,不能将浓硝酸加入浓硫酸中;
(4)为了使反应在50~60℃下进行,常采用的加热方法是:水浴加热;反应过程中,有部分硝酸发生分解,生成的NO2溶于混合液中,则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:粗硝基苯中溶有浓硝酸分解产生的NO2;
(5)硝基苯的沸点为210.9℃,故要得到纯硝基苯,应将温度控制在接近210.9℃;
(6)本实验中,理论上,15.60g苯完全转化为硝基苯的质量为,所得到的硝基苯(硝基苯的摩尔质量为123g/mol)的产率是。
19.(23-24高二下·宁夏吴忠·期末)1,2-二溴乙烷是一种重要的化工原料,常用于有机合成、医药中间体的合成等。已知其沸点为131℃,熔点为9℃,实验室中用乙烯溴化法制备1,2-二溴乙烷的装置如图,其中加热和夹持装置已略去。
(1)装置A中的仪器a名称为 ,反应若要安全、平稳进行,须向装置A中添加物质 ;装置B中玻璃管b的作用是 。
(2)为提高装置中1,2-二溴乙烷的产率,装置A中应迅速升温至 ℃,当温度为140℃时乙醇可能发生的副反应的化学方程式为 。
(3)实验过程中,发现装置A中溶液逐渐变黑,同时产生一种有刺激性气味的气体,试分析原因 (用方程式表示)。
(4)从装置D的试管中分离提纯1,2-二溴乙烷需要经过以下步骤:
① (填标号,下同)、②洗涤、③ 。
A.过滤 B.蒸馏 C.分液
(5)分离提纯的第①步中1,2-二溴乙烷从 (填“上口倒出”或“下口放出”),第③步收集温度为 ℃的馏分。
【答案】(1) (球形)冷凝管 碎瓷片 平衡装置内外压强
(2)170℃ 2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3+H2O
(3)浓硫酸具有脱水性,将乙醇碳化,碳与浓硫酸在加热条件发生氧化还原反应生成二氧化硫
(4)C B (5)下口放出 131
【详解】(1)根据仪器a结构可知为(球形)冷凝管;为了加热液体过程中平稳进行,可加入碎瓷片;反应进行过程中,可通过b导管平衡装置内外压强;
(2)乙醇在浓硫酸作用下发生消去反应生成乙烯,需170℃反应条件;当温度为140℃时乙醇可能发生分子间脱水成醚的反应,反应方程式:2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3+H2O;
(3)浓硫酸具有脱水性,将乙醇碳化,碳与浓硫酸在加热条件发生氧化还原反应生成二氧化硫,方程式为;
(4)生成1,2-二溴乙烷与水分层,需先经过分液操作进行分离,再利用蒸馏方法将其与溴分离;
(5)1,2-二溴乙烷密度大于水,应从下口放出;根据其沸点可知应收集131℃时的馏分;
20.(22-23高二下·宁夏吴忠·期末)某化学兴趣小组用甲、乙两套装置(如图所示)进行丙烯酸(H2C=CHCOOH)与乙醇(CH3CH2OH)酯化反应的实验。已知:乙醇的沸点为78.5℃,丙烯酸的沸点为141℃,丙烯酸乙酯的沸点为99.8℃、回答下列问题:
(1)仪器M的名称为 ,仪器A、B中的溶液均为 。
(2)甲、乙两套装置中效果比较好的装置是 ,原因是 。
(3)乙装置中冷凝水应该从 (填“a”或“b”)口进入。
(4)按甲图安装好仪器后,在反应管中加入配制的体积比为3∶2的乙醇和丙烯酸,加热至沸腾,很久也没有果香味液体生成,原因是 。
(5)乙醇需要过量一些的原因是 。
(6)某同学选用了CH3CH218OH、CH2=CH-COOH两个反应物,对酯化反应的原理进行探究。请写出该反应的化学方程式: 。
(7)下列有关有机知识表述正确的是 (填字母)。
A.乙烯可以通过加成反应制得CH3CHCl2
B.等物质的量的甲烷和乙酸完全燃烧时所需O2的质量相同
C.乙酸乙酯中含有乙酸杂质,可加入一定量的乙醇和浓硫酸通过酯化反应除去
D.葡萄糖、麦芽糖均能与银氨溶液发生银镜反应
【答案】(1)蒸馏烧瓶 饱和碳酸钠溶液 (2)乙 乙的冷凝效果好,可减少丙烯酸乙酯的损失
(3)b (4)漏加浓硫酸 (5)乙醇的沸点比丙烯酸低,易挥发而损耗
(6)CH2=CHCOOH+CH3CH218OHCH2=CHCO18OCH2CH3+H2O (7)BD
【详解】(1)由实验装置图可知,仪器M为蒸馏烧瓶;由分析可知,仪器A、B中的溶液均为分离提纯得到丙烯酸乙酯的饱和碳酸钠溶液,故答案为:蒸馏烧瓶;饱和碳酸钠溶液;
(2)丙烯酸、乙醇、丙烯酸乙酯受热易挥发,为提高丙烯酸乙酯的产率,制备丙烯酸乙酯时应充分冷凝,由实验装置图可知,乙装置中冷凝管可以增强冷凝效果,减少丙烯酸乙酯的损失,故答案为:乙;乙的冷凝效果好,可减少丙烯酸乙酯的损失;
(3)为增强冷凝效果,实验时乙装置中冷凝管的冷却水应从下口进、上口出,故选b;
(4)酯化反应中需添加浓硫酸作催化剂和吸水剂,加快反应速率并提高酯的产率,由题意可知,制备丙烯酸乙酯时,未加入浓硫酸,所以没有果香味液体生成,故答案为:漏加浓硫酸;
(5)已知乙醇的沸点为78.5°C,丙烯酸的沸点为141°C,乙醇的沸点比丙烯酸低,易挥发而损失,所以实验时应加入过量乙醇,故答案为:乙醇的沸点比丙烯酸低,易挥发而损耗;
(6)酯化反应的机理是羧酸失去羟基、醇失去氢,反应生成酯和水,则CH3CH218OH和CH2=CHCOOH反应生成CH2=CHCO18OCH2CH3和水,反应的化学方程式为CH2=CHCOOH+CH3CH218OHCH2=CHCO18OCH2CH3+H2O,故答案为:CH2=CHCOOH+CH3CH218OHCH2=CHCO18OCH2CH3+H2O;
(7)A.乙烯与氯气发生加成反应生成ClCH2CH2Cl,则乙烯不可以通过加成反应制得CH3CHCl2,故A错误;
B.由分子式可知,乙酸可改写为CH4·H2O,则等物质的量的甲烷和乙酸完全燃烧时所需氧气的质量相同,故B正确;
C.由于乙醇和乙酸发生酯化反应制备乙酸乙酯是一个可逆反应,则乙酸乙酯中含有乙酸杂质,不可加入一定量的乙醇和浓硫酸通过酯化反应除去,而应该加入饱和碳酸钠溶液充分洗涤后进行分液除去,故C错误;
D.麦芽糖及葡萄糖均为还原性糖,二者均能与银氨溶液发生银镜反应;果糖虽然结构中不含醛基,但果糖在碱性溶液中可发生烯醇化作用变成醛糖,故也能与银氨溶液发生银镜反应,故D正确;
故选BD。
1.(22-23高二下·宁夏吴忠·期末)青蒿素是最好的抵抗疟疾的药物,可从黄花蒿茎叶中提取,它是无色针状晶体,可溶于乙醇、乙醚等有机溶剂,难溶于水。常见的提取方法如下。
(1)操作Ⅰ、Ⅱ中,不会用到的装置是 (填序号)
(2)向干燥、破碎后的黄花蒿中加入乙醚的作用是 。
(3)操作Ⅲ的分离提纯方法名称是 。
(4)某同学发现青蒿素可以使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,依据此现象在其键线式上圈出对应的基团 。
【答案】(1)C (2)浸取青蒿素 (3)重结晶 (4)
【详解】(1)操作Ⅰ分离得到浸出液和残渣,操作Ⅰ为过滤,使用装置B;操作Ⅱ将浸出液中乙醚分离出去,该操作为蒸馏,使用装置A;故操作Ⅰ、Ⅱ中不会使用的装置是C;
(2)青蒿素可溶于水乙醇、乙醚等有机溶剂,难溶于水,向干燥、破碎后的黄花蒿中加入乙醚的作用是浸取青蒿素;
(3)青蒿素是无色针状晶体,故从粗品获得精品的操作Ⅲ为重结晶;
(4)某同学发现青蒿素可以使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,说明青蒿素表现氧化性,将I-氧化成I2,根据青蒿素的键线式可知因为其中存在“—O—O—”,圈出对应的基团为 。
2.(23-24高二下·陕西宝鸡·期末)Ι.设计一个简单的一次性完成的实验装置图,验证醋酸溶液、二氧化碳溶液、苯酚溶液的酸性强弱顺序(CH3COOH>H2CO3>C6H5OH)。
(1)饱和NaHCO3其作用是 ,连接顺序为A—D—E—B—C— —B—C—F。(填所缺仪器上的字母)
(2)试管F中的现象是 。试管F中的化学反应方程式是 。
Ⅱ.某兴趣小组设计实验验证乙醛与新制氢氧化铜的反应,装置如下图所示,回答下列问题:
(3)仪器b的进水口为 (填“上口”或“下口”)。
(4)反应需控制温度为65℃,适宜采用的加热方式为 ;
(5)仪器c中发生反应的化学方程式为 。
【答案】(1)吸收挥发出来的CH3COOH,避免对实验产生干扰 —G—H(或—H—G)
(2)溶液变浑浊
(3)下口 (4)水浴加热 (5)
【详解】(1)由分析可知,饱和碳酸氢钠溶液的作用是吸收挥发出来的醋酸,避免对实验产生干扰,故答案为:吸收挥发出来的CH3COOH,避免对实验产生干扰;—G—H(或—H—G);
(2)试管F中发生的反应为苯酚钠溶液与二氧化碳反应生成苯酚和碳酸氢钠,反应的化学方程式为,实验现象为溶液变混浊,故答案为:溶液变混浊;;
(3)由分析可知,装置b为球形冷凝管,起冷凝回流乙醛的作用,为增强冷凝效果,冷却水应从冷凝管的下口通入,故答案为:下口;
(4)由题意可知,乙醛与新制氢氧化铜悬浊液的反应温度低于100℃,则实验时应用水浴加热的方式加热,故答案为:水浴加热;
(5)由分析可知,装置c中发生的反应为新制氢氧化铜悬浊液与乙醛在水浴加热条件下反应生成乙酸钠、氧化亚铜沉淀和水,反应的化学方程式为,故答案为:。
3.(23-24高二下·陕西渭南·期末)如图是某小组设计的用干燥氯气和甲苯合成一氯化苄(,其中表示苯基)并分离产物的实验装置。甲苯及各种氯化苄的物理性质如下表所示。
物理性质
熔点/℃
沸点/℃
密度()
甲苯
110
0.86
一氯化苄()
179
1.10
二氯化苄()
205
1.26
三氯化苄()
221
1.37
回答下列问题:
(1)使用恒压滴液漏斗的优点是 ,C中盛放的试剂是 ,F的作用是 。
(2)两处冷凝水的进水口分别为: 。(填图中标号)
(3)写出制备一氯化苄的化学方程式: 。在反应过程中,由于温度控制不当,部分产物从处被蒸出进入烧杯中。取烧杯中的吸收液于试管中,滴入新制氢氧化铜悬浊液并加热,观察到有砖红色沉淀生成,说明吸收液中有 (填物质名称)生成。
(4)反应结束后,撤去E,F及尾气吸收装置,塞上玻璃塞。保持关闭,打开,加热三颈烧瓶,分馏出产物,应选择的温度范围是: 。
(5)下列有关说法正确的是
A.一氯化苄、二氯化苄、三氯化苄是同系物
B.甲苯既能使高锰酸钾褪色,也能使溴水褪色,且褪色原理相同
C.一氯化苄中所有碳原子一定在同一平面上
(6)由于某同学操作时不慎将含铁的沸石加入三颈烧瓶,在分馏时得到了异常馏分X。用质谱法测得X的相对分子质量与二氯化苄相同,核磁共振氢谱显示X中有三种不同化学环境的氢。X的结构简式是 (任写一种)。
【答案】(1)平衡气压,使液体顺利流下 浓硫酸 防止外界的水蒸气进入装置 (2)x2、y2
(3)
+Cl2+HCl 苯甲醛 (4)179~205℃ (5)C
(6)或(间位也可)
【详解】(1)使用恒压滴液漏斗的优点是能够平衡气压,使液体顺利流下,装置C为干燥装置,盛放的试剂为具有吸水性的浓硫酸,CaCl2为干燥剂,故F也是干燥装置,作用是防止氢氧化钠溶液中的水进入D装置;
(2)冷凝管E作用为冷凝回流作用,水流下(x2)进上(x1)出;另一冷凝管起冷凝作用,水流下(y2)进上(y2)出;
(3)氯气和甲苯反应取代反应生成一氯化苄的化学方程式为:+Cl2 +HCl;取烧杯中的少量吸收液于试管中,滴入新制氢氧化铜悬浊液并加热,观察到有砖红色沉淀生成。则有醛基存在,则可推断产物中有二氯化苄(C6H5CHCl2),二氯化苄发生水解反应生成苯甲醛;
(4)由表可知分馏出一氯化苄,应选择的温度范围是179~205℃;
(5)A. 一氯化苄、二氯化苄、三氯化苄中氯原子个数不相同,分子式没有相差若干个CH2,故不属于同系物,A项错误;
B.甲苯能使高锰酸钾褪色,是因为甲苯能被高锰酸钾氧化,能使溴水褪色,是因为能够萃取溴水中的溴,褪色原理不相同,B项错误;
C.一氯化苄中所有碳原子都在苯环的结构中,苯环是平面结构,故所有的碳原子一定在同一平面上,C项正确;
综上所述,答案选C。
(6)X与二氯化苄为同分异构体,核磁共振氢谱显示X中有3种不同化学环境的氢。已知苯环上存在甲基或氯甲基,后续取代苯环的基团主要引入其邻位或对位,则X结构简式为或(间位也可)。
4.(23-24高二下·陕西咸阳·期末)丙酮是重要的化工试剂,某实验小组利用2-丙醇氧化法合成丙酮,实验步骤如下:
已知:①丙酮的沸点为56℃,不与水形成恒沸物,能被强氧化剂氧化成乙酸。
②在水溶液中,呈橙红色,呈绿色。
步骤一:制备氧化剂
称取6.00(过量)充分溶解于80mL水中,小心加入3mL浓硫酸,得到橙红色溶液。
步骤二:制备丙酮
组装如图1所示的实验装置,将3.00g2-丙醇注入仪器X,向仪器Y中加入步骤一制备的溶液,控制滴速5~6s每滴缓慢将溶液滴入到仪器X中,当仪器X中溶液变成棕黄色,且长时间搅拌后依然保持棕黄色时,停止滴加。
(1)仪器X的名称为 。
(2)使用仪器Y相较于普通分液漏斗的优点是 。
(3)仪器Y中溶液刚滴入X中的实验现象为 。
(4)能否将仪器X、Y中的药品互换位置? (填“能”或“不能”),原因是 。
步骤三:提纯
取少量一水合次磷酸钠配成硫酸酸化溶液,加入仪器X中,待其中溶液呈现绿色时,将原制备装置改成蒸馏装置(如图2),收集55~56℃馏分。
(5)的作用是 。
(6)图2装置空白处使用的仪器为 (填字母)。
A. B. C.
(7)收集55~56℃馏分1.74g,由此计算本次实验丙酮的产率为 。
【答案】(1)三颈烧瓶 (2)能平衡气压,使液体顺利流下 (3)溶液由无色变为绿色
(4)不能 若药品互换,则刚滴入时氧化剂过量,2-丙醇会被氧化成羧酸
(5)作还原剂,除去过量的 (6)B (7)60%
【详解】(1)根据装置图可知仪器X的名称为三颈烧瓶;
(2)根据装置图可知:仪器Y是恒压滴液漏斗,使用仪器Y相较于普通分液漏斗的优点是能平衡气压,使液体在重力作用下能够顺利流下;
(3)仪器Y中盛有氧化剂H2Cr2O7溶液,将其刚滴入X中时2-丙醇被氧化为丙酮,H2Cr2O7被还原为绿色的Cr3+,因此看到的实验现象为溶液由无色变为绿色;
(4)由于H2Cr2O7具有强氧化性,不仅能够氧化2-丙醇为丙酮,当氧化剂过量时,还可以将丙酮氧化为乙酸,因此若药品互换,则刚滴入时氧化剂过量,2-丙醇会被氧化成乙酸,因此不能将X、Y中的药品互换位置;
(5)NaH2PO2·H2O中P元素化合价为+1价,该物质具有强的还原性,能够与反应后生成物中过量的强氧化剂H2Cr2O7发生反应而将其过量的氧化剂消耗除去;
(6)在进行蒸馏收集反应产生的丙酮馏分时,为了使丙酮蒸气充分冷凝,要使用冷凝管,为使冷凝液能够顺利流下进入收集的锥形瓶中,并避免丙酮滞留在冷凝装置中,在图2装置空白处使用的仪器应该为直形冷凝管,故合理选项是B;
(7)3.00 g2-丙醇的物质的量是n(2-丙醇)= =0.05 mol,其反应产生丙酮的质量m(丙酮)=0.05 mol×58 g/mol=2.9 g,蒸馏收集到的馏分质量是1.74 g,则本次实验丙酮的收率为×100%=60%。
5.(22-23高二下·陕西渭南·期末)溴苯是一种化工原料,纯净溴苯是一种无色液体,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后的产物。请回答下列问题:
(1)装置中冷凝管除导气外,还有 的作用,冷凝水从 (填“a”或“b”)口进入。四个实验装置中能起到防倒吸的有 (填序号)。
(2)实验开始时,关闭K2,打开K1和滴液漏斗活塞,滴加苯和液溴的混合液,反应开始。写出装置Ⅱ中发生的主要有机反应的化学方程式 ,反应类型为 ,装置Ⅲ中能说明苯与液溴发生的是此反应类型的现象是 。Ⅲ中小试管内苯的作用是 。
(3)反应结束后,要让装置I中的水倒吸入装置Ⅱ中。这样操作的目的是 。
(4)三颈烧瓶内反应后液体呈棕黄色,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5%的NaOH溶液洗涤,振荡,分液;
③用蒸馏水洗涤,振荡,分液;
④加入无水CaCl2粉末干燥;
⑤通过过滤、 (填操作名称),可得到无色、较纯净的溴苯。
(5)下列关于苯和溴苯的说法正确的是 (填字母)。
A.苯是一种密度比水大、不溶于水、有特殊气味的无色液体
B.仅用水即可鉴别苯和溴苯
C.溴苯中溴原子是官能团
【答案】(1) 冷凝回流 a
(2) Ⅲ、Ⅳ
取代反应 从冷凝管出来的气体为溴化氢,溴化氢不溶于苯,溴化氢能与硝酸银溶液反应生成浅黄色溴化银沉淀,说明苯与液溴发生的是取代反应 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)因装置Ⅱ中含有的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
(4)加入无水CaCl2粉末干燥,然后通过蒸馏操作
(5)BC
【详解】(1)①装置Ⅱ中冷凝管除导气外,还有冷凝回流的作用;
②冷凝管采用逆向通水,即从a进水,冷凝效果好;
③装置Ⅲ中生成的HBr不溶于苯,装置Ⅳ中有球形干燥管均能起到防倒吸的作用,所以四个实验装置中能起到防倒吸的装置有Ⅲ、Ⅳ;
(2)①装置Ⅱ中苯和液溴在催化作用下可生成溴苯,同时生成HBr,化学方程式为;
②根据方程式可知该反应为取代反应;
③从冷凝管出来的气体为溴化氢,溴化氢不溶于苯,溴化氢能与硝酸银溶液反应生成浅黄色溴化银沉淀,说明苯与液溴发生的是取代反应;
④Ⅲ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)因装置Ⅱ中含有的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;
(4)加入无水CaCl2粉末干燥,然后通过蒸馏操作,获得纯净的溴苯;
(5)A.苯是一种密度比水小、不溶于水、有特殊气味的无色液体, A错误;
B.苯和溴苯均不溶于水,前者密度小于水后者密度大于水,仅用水即可鉴别苯和溴苯, B正确;
C.溴苯中溴原子是官能团,C正确;
故BC。
6.(23-24高二下·山西吕梁·期末)1,2-二溴乙烷在农业生产中常用作杀虫剂,不溶于水,易溶于醇、醚、丙酮等有机溶剂。实验室制备1,2-二溴乙烷的装置如下:
已知:
乙醇
1,2-二溴乙烷
乙醚
状态
无色液体
无色液体
无色液体
密度()
0.79
2.18
0.71
沸点
78.5
131
34.6
熔点
-130
9.3
-116
相对分子质量
46
188
74
回答下列问题:
(1)装置A发生的主要反应是: 。装置B中玻璃管a的作用是 。
(2)实验时,要尽可能迅速的把装置A的反应温度提高到170℃左右,其主要目的是 。
(3)装置C中盛装的试剂X是氢氧化钠溶液,其作用是 。
(4)若粗品含有少量未反应的,最好用___________洗涤除去(填正确选项的字母)。
A.水 B.溶液 C.氢氧化钠溶液 D.乙醇
(5)洗涤后分出的产物加入少量无水固体,静置片刻,过滤除去固体,进行蒸馏纯化,集129∼133℃馏分,得到9.2g产品,产品的产率 (精确至为)。
【答案】(1) 平衡气压
(2)减少副产物乙醚的生成(或减少副反应的发生)
(3)将乙烯中混有的SO2、CO2等气体吸收 (4)B (5)48.9%
【详解】(1)装置A发生的反应是乙醇和浓硫酸在170℃制备的反应,化学方程式为,装置B中的长导管a可以平衡气压,故答案为:;平衡气压;
(2)乙醇在浓硫酸的催化下在140℃时脱水生成乙醚,会降低乙醇的利用率,尽可能迅速的把反应温度提高到170℃左右,目的是生成乙烯,避免生成乙醚等副产物,故答案为:减少副产物乙醚的生成(或减少副反应的发生);
(3)根据分析可知装置C中盛装NaOH溶液,目的是将SO2、CO2等气体吸收,故答案为:将乙烯中混有的SO2、CO2等气体吸收;
(4)溴溶于1,2-二溴乙烷,用水无法洗去1,2-二溴乙烷中的溴;溴、乙醇和1,2-二溴乙烷混溶,用乙醇无法洗去1,2-二溴乙烷中的溴;溴具有较强氧化性,具有较强还原性,两者发生氧化还原反应,即亚硫酸钠溶液能吸收溴,同时亚硫酸钠溶液不和1,2-二溴乙烷反应,且不互溶而分层,1,2-二溴乙烷可以在氢氧化钠溶液中水解,所以最好用亚硫酸钠溶液除去少量未反应的,故答案为:B;
(5)根据反应,理论上制得n,,则产率为,故答案为48.9%。
7.(23-24高二下·山西太原·期末)某化学兴趣小组在学校实验室进行了以下实验。回答下列问题:
(1)某有机化合物在同温同压下A蒸气对的相对密度为30,分子中含碳的质量分数为40.0%,氢6.6%,氧53.4%。该物质既可与Na反应,又可与或反应,其结构简式为 。
(2)用下图所示装置制备乙烯并验证乙烯的性质。当温度迅速上升后,可观察到试管中的溴水褪色,烧瓶中浓与乙醇的混合液体变为棕黑色。
①装置I中生成乙烯的化学方程式是 。
②甲同学认为:溴水褪色的现象不能证明装置I中有乙烯生成,原因是 。
③乙同学建议:在装置I和II之间增加一个洗气装置,洗气的试剂是 。
④丙同学查文献得知:若用溴水验证,反应后装置II中的产物主要为,含少量。建议将装置II中的试剂改为“溴的溶液”以排除对乙烯与反应的干扰。写出乙烯与溴水反应生成的化学方程式: 。
(3)丁同学尝试分离提纯下列混合物或除去混合物中的杂质,他设计的实验方法错误的是 (填标号)。
实验
实验目的
分离、提纯、除杂方法
A
分离苯和水
分液法
B
提纯含少量泥沙的粗苯甲酸
重结晶法
C
除去乙炔中气体
用溶液洗气、干燥
D
除去苯中混有的少量苯酚杂质
过滤
E
分离二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳的混合物
蒸馏法
【答案】(1)CH3COOH
(2) 乙烯中混有SO2等还原性气体也能使溴水褪色 过量NaOH溶液 CH2=CH2+Br2+H2O→BrCH2CH2OH+HBr
(3)D
【详解】(1)有机物与H2的相对密度为30,则MA=30×MH2=30×2g/mol=60 g/mol,A的分子量为60,分子中含碳的质量分数为40.0%,氢6.6%,氧53.4%,A分子中含有C、H、O原子数分别为:N(C)==2,N(H)= =4,n(O)==2,该有机物A的分子式为C2H4O2,该有机物既可与金属钠反应,又可与或反应,则其分子中含有-COOH,则该有机物的结构简式为CH3COOH;
(2)①根据分析,装置I用乙醇制取乙烯,化学方程式为;
②浓硫酸具有强氧化性易生成具有还原性的二氧化硫等杂质气体,与溴水发生氧化还原反应,使得溴水褪色;
③该实验需要在装置I和II中加一个除去二氧化硫的装置,需要用NaOH溶液来吸收;
④乙烯与溴水发生加成反应生成1,2-二溴乙烷,氯代烷与水发生水解反应生成羟基,化学方程式为:CH2=CH2+Br2+H2O→BrCH2CH2OH+HBr;
(3)A.苯和水互不相溶,可用分液分离,故A正确;
B.含泥沙的粗苯甲酸通过溶解过滤重结晶可以提纯,故B正确;
C.乙炔是气体,硫化氢与硫酸铜反应,而乙炔不能,可用硫酸铜溶液洗气,再用浓硫酸干燥,故C正确;
D.苯酚与苯互溶,不能用过滤分离,故D错误;
E.二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳为互溶的液体混合物,沸点不同,可以用蒸馏法分离,故E正确;
答案选D。
8.(22-23高二下·山西·期末)实验室中制备氯苯的装置如图所示(其中夹持仪器已略去),其原理是苯与氯气在催化剂作用下生成氯苯,同时会有少量苯发生副反应生成二氯苯。苯及其生成物沸点如表所示:
有机物
苯
氯苯
邻二氯苯
间二氯苯
对二氯苯
沸点/℃
80.0
132.2
180.4
172.0
173.4
请回答下列问题:
(1)仪器a中盛有晶体,仪器b中盛有浓盐酸。打开仪器b中活塞,a中产生氯气。仪器b名称是 。
(2)仪器c中装有浓硫酸,仪器d中盛有苯、粉末,仪器a中生成的氯气经过仪器c进入仪器d中,d中主要反应的化学方程式为 。
(3)f处应接仪器名称和盛装试剂最好为下列的___________。
A.洗气瓶,浓硫酸 B.烧杯,溶液
C.U形管,无水 D.U形管,碱石灰
(4)该方法制备的氯苯中含有很多杂质。可通过如下流程提纯氯苯:
氯苯混合物纯净氯苯
①水洗并分液可除去、部分和 (填化学式);
②最后一步分离出纯净氯苯的方法是 (填操作名称)。
(5)加入15.6g苯经充分反应后制得16.2g氯苯,则该实验中氯苯的产率为 。
【答案】(1)恒压滴液漏斗 (2) (3)D
(4) 蒸馏 (5)72%
【详解】(1)由实验装置图可知,仪器b为恒压滴液漏斗,其侧管的作用是平衡气压,确保滴液漏斗中液体可以顺利滴下。
(2)由分析可知,仪器d中发生的主要反应为苯在氯化铁作用下与通入的氯气发生取代反应生成氯苯和氯化氢,反应的化学方程式为: 。
(3)由分析可知,f处最好接盛有碱石灰的U形管,用于吸收未反应的氯气和反应生成的氯化氢,防止污染空气,同时防止外界空气中水蒸气进入d装置;
故选D。
(4)由提纯氯苯的流程可知,水洗并分液的目的是除去氯苯中混有的氯化氢、部分氯气和氯化铁,碱洗并分液的目的是完全除去氯苯中氯气得到粗氯苯,由表格数据可知,苯、氯苯、二氯苯存在沸点差异,可以用蒸馏的方法除去氯苯中混有的苯和二氯苯,得到纯净的氯苯。
(5)设:理论上15.6g苯经充分反应后制得氯苯的质量为x。
解得x=22.5g;
该实验中氯苯的产率为:。
9.(22-23高二下·山西朔州·期末)实验的方法常用于研究有机化合物的结构及性质。
(1)如图是制备和研究乙炔性质的实验装置图。
①仪器a中盛放试剂的名称是 。
②b中发生反应的化学方程式是 。
③c中盛放的CuSO4溶液的作用是 。
④d中溴的四氯化碳溶液褪色,生成物的结构简式是 。
⑤e中溶液检验乙炔的还原性,则盛放试剂为 。
⑥若在空气中点燃乙炔,可观察到的实验现象是 。
(2)某同学探究1-溴丁烷化学性质的实验装置如图所示。先在圆底烧瓶中加入2.0gNaOH和15mL无水乙醇,搅拌,再加入5mL1-溴丁烷和几片碎瓷片,微热(液体沸腾后,移开酒精灯)产生的气体通过盛有水的试管后,再通入盛有酸性KMnO4溶液的试管中。
①圆底烧瓶中反应的化学方程式是 。
②实验时加入碎瓷片的目的是 。
③装置Ⅱ的作用是 。
④装置Ⅲ中可观察到的现象是 。如果没有装置Ⅱ,则装置Ⅲ中的药品应换成 。
【答案】(1) 饱和氯化钠溶液(或食盐水) 除去H2S等杂质气体 CHBr2-CHBr2或CHBr=CHBr 酸性高锰酸钾溶液 火焰明亮伴有黑烟,同时放出大量热
(2) 防止暴沸 可吸收会发出来的乙醇,防止对装置Ⅲ的干扰 紫红色褪去 溴水或溴的四氯化碳溶液
【详解】(1)①仪器a中盛放试剂的名称是饱和氯化钠溶液(或食盐水);
②b中发生反应的化学方程式是;
③c中盛放的CuSO4溶液的作用是除去H2S等杂质气体;
④d中溴的四氯化碳溶液褪色,生成物的结构简式是CHBr2-CHBr2或CHBr=CHBr;
⑤e中溶液检验乙炔的还原性,则盛放试剂为酸性高锰酸钾溶液;
⑥若在空气中点燃乙炔,可观察到的实验现象是火焰明亮伴有黑烟,同时放出大量热;
(2)①圆底烧瓶中反应的化学方程式是;
②实验时加入碎瓷片的目的是防止暴沸;
③装置Ⅱ的作用是可吸收会发出来的乙醇,防止对装置Ⅲ的干扰;
④装置Ⅲ中可观察到的现象是紫红色褪去。如果没有装置Ⅱ,则装置Ⅲ中的药品应换成溴水或溴的四氯化碳溶液,利用烯烃可与溴单质发生加成从而使溴水褪色,而醇与溴单质不反应的性质检验烯烃生成。
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