内容正文:
优化探究
大单元五 有机化学基础
专题15 有机化合物专项训练和综合应用
热点强化25 有机实验选择题集训
【练·热点突破】
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【练·热点突破】
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1.(2023·湖北卷)实验室用以下装置(夹持和水浴加热装置略)制备乙酸异戊酯(沸点142 ℃),实验中利用环己烷- 水的共沸体系(沸点69 ℃)带出水分。已知体系中沸点最低的有机物是环己烷(沸点81 ℃),其反应原理:
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下列说法错误的是( )
A.以共沸体系带出水促使反应正向进行
B.反应时水浴温度需严格控制在69 ℃
C.接收瓶中会出现分层现象
D.根据带出水的体积可估算反应进度
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B
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解析:A项,由反应方程式可知,生成物中含有水,若将水分离出去,可促进反应正向进行,该反应选择以共沸体系带出水可以促使反应正向进行,A正确;B项,产品的沸点为142 ℃,环己烷的沸点是81 ℃,环己烷-水的共沸体系的沸点为69 ℃,所以反应时水浴温度可以控制在69~81 ℃之间,不需要严格控制在69 ℃,B错误;C项,接收瓶中接收的是环己烷-水的共沸体系,环己烷不溶于水,会出现分层现象,C正确;D项,根据投料量,可估计生成水的体积,所以可根据带出水的体积估算反应进度,D正确。
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2.(2021·湖北卷)某兴趣小组为制备1-氯-2-甲基丙烷(沸点69 ℃),将
2-甲基-1-丙醇和POCl3溶于CH2Cl2中,加热回流(伴有HCl气体产生)。反应完全后倒入冰水中分解残余的POCl3,分液收集CH2Cl2层,无水
MgSO4干燥、过滤、蒸馏后得到目标产物。上述过程中涉及的装置或操
作错误的是(夹持及加热装置略)( )
A B C D
B
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解析:A项,将2-甲基-1-丙醇和POCl3溶于盛在三颈烧瓶中的CH2Cl2中,搅拌、加热回流(反应装置中的球形冷凝管用于回流),制备产物,A项正确;B项,产生的HCl可用NaOH溶液吸收,但要防止倒吸,导气管不能直接插入NaOH溶液中,B项错误;C项,分液收集CH2Cl2层需用到分液漏斗,振摇时需将分液漏斗倒转过来,C项正确;D项,蒸馏时需要用温度计控制温度,冷凝水从下口进、上口出,D项正确。
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3.(2018·全国卷)在生成和纯化乙酸乙酯的实验过程中,下列操作未涉
及的是( )
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D
A B C D
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解析:A项,反应物均是液体,且需要加热,因此试管口要高于试管底,A不符合题意;B项,生成的乙酸乙酯中含有乙酸和乙醇,乙酸乙酯不溶于水,因此可以用饱和碳酸钠溶液吸收,注意导管口不能插入溶液中,以防止倒吸,B不符合题意;C项,乙酸乙酯不溶于水,分液即可实现分离,C不符合题意;D项,乙酸乙酯是不溶于水的有机物,不能通过蒸发实现分离,D符合题意。
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4.(2021·山东卷)某同学进行蔗糖水解实验,并检验产物中的醛基,操作如下:向试管Ⅰ中加入1 mL 20%蔗糖溶液,加入3滴稀硫酸,水浴加热5分钟。打开盛有10% NaOH溶液的试剂瓶,将玻璃瓶塞倒放,取
1 mL溶液加入试管Ⅱ,盖紧瓶塞;向试管Ⅱ中加入5滴2% CuSO4溶液。将试管Ⅱ中反应液加入试管Ⅰ,用酒精灯加热试管Ⅰ并观察现象。实验
中存在的错误有几处?( )
A.1 B.2
C.3 D.4
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解析:第1处错误:利用新制氢氧化铜溶液检验蔗糖水解生成的葡萄糖中的醛基时,溶液需保持弱碱性,否则作水解催化剂的酸会与氢氧化铜反应,导致实验失败,题干实验过程中蔗糖水解后溶液未冷却并碱化;第2处错误:NaOH溶液具有强碱性,不能用玻璃瓶塞,否则NaOH与玻璃塞中SiO2反应生成具有黏性的Na2SiO3,会导致瓶盖无法打开,共2处错误,故答案为B。
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5.(2018·新课标Ⅱ卷)实验室中用如图所示的装置进行甲烷与氯气在光照下反应的实验。光照下反应一段时间后,下列装置示意图中能正确反
映实验现象的是( )
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解析:CH4和Cl2反应生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl的混合物,其中CH3Cl常温下是气体,难溶于水,CH2Cl2、CHCl3和CCl4常温下是无色油状液体,难溶于水,HCl极易溶于水,故试管内气体体积减小,颜色变淡,液面上升,试管壁上有无色油状液滴出现,D项正确。
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6.下列由实验得出的结论正确的是( )
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实验 结论
A 将乙烯通入溴的四氯化碳溶液,溶液最终变为无色透明 生成的1,2-二溴乙烷无色、可溶于四氯化碳
B 乙醇和水都可与金属钠反应产生可燃性气体 乙醇分子中的氢与水分子中的氢具有相同的活性
C 用乙酸浸泡水壶中的水垢,可将其清除 乙酸的酸性小于碳酸的酸性
D 甲烷与氯气在光照下反应后的混合气体能使湿润的石蕊试纸变红 生成的氯甲烷具有酸性
A
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解析:A项,乙烯含有碳碳双键,可与溴的四氯化碳溶液发生加成反应,生成1,2-二溴乙烷,溶液最终变为无色透明,说明生成物是无色的且可溶于四氯化碳,A正确;B项,乙醇的结构简式为CH3CH2OH,只有羟基可与钠反应,且羟基中H的活性比水弱,B错误;C项,用乙酸浸泡水壶中的水垢,可将其清除,说明醋酸可与碳酸钙等反应,从强酸制备弱酸的角度判断,乙酸的酸性大于碳酸的酸性,C错误;D项,甲烷与氯气在光照条件下反应生成的气体有一氯甲烷和氯化氢,使湿润的石蕊试纸变红的气体为氯化氢,一氯甲烷为非电解质,不能电离,D错误。
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7.(2025·河北唐山模拟)1-溴丙烷常用于农药、医药等合成。实验室用浓硫酸、NaBr固体、1-丙醇混合加热制备纯净的1-溴丙烷,装置如图所示(夹持及加热装置略)。反应一段时间后,蒸馏得到粗产品,粗产品中加入适量10% Na2CO3溶液后分液、再加入少量Na2SO4固体,过滤,再次蒸馏得纯净的产品。下列说法错误的是( )
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A.制备装置中浓硫酸用于制取HBr并吸水提高1-丙醇转化率
B.吸收装置吸收挥发出的HBr防止污染空气
C.分液装置中1-溴丙烷从分液漏斗下口放出
D.蒸馏装置中的冷凝管换成制备装置中的冷凝管效果更好
答案:D
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解析:A.浓硫酸与NaBr 固体反应制备HBr,同时浓硫酸具有吸水性,可以吸收水分使得1-丙醇转化为1-溴丙烷的转化率提高,A正确;B.HBr 不能直接排放到空气中,吸收装置吸收挥发出的 HBr 防止污染空气,
B正确;C.1-溴丙烷的密度比水大,在分液漏斗的下层,应从分液漏斗下口放出,C正确;D.蒸馏装置中的冷凝管换成制备装置中的球形冷凝管,1-溴丙烷容易残留在球形冷凝管中,D错误。
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8.某兴趣小组以活性白土为催化剂进行乙醇脱水制备乙烯的实验,装置
如图所示(夹持装置已略去)。下列说法正确的是( )
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A.实验时,冷凝水从a口进b口出
B.加快圆底烧瓶中乙醇的汽化速率,有
利于提高乙醇的转化率
C.溴的四氯化碳溶液褪色,不能说明生
成了乙烯气体
D.当有4.6 g乙醇汽化时,具支试管中收集到2.0 g液体,则乙醇的转化
率约为93%
D
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解析:A.实验时,冷凝水应从下口进上口出,选项A错误;B.若乙醇的汽化速率过快,乙醇分子在催化剂表面停留的时间过短,部分乙醇还来不及被吸附、活化、反应即被带出催化剂层,将导致转化率降低,选项B错误;C.产生的乙烯能与溴发生加成反应,从而使溴的四氯化碳溶液褪色,通过实验现象能说明有乙烯生成,选项C错误;D.具支试管中收集的液体成分是乙醇和水,则生成乙烯气体的质量是4.6 g-2.0 g=2.6 g,故乙醇的转化率为×100%≈93%,选项D正确。
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9.(2025·江苏徐州模拟)苯甲酸是一种食品防腐剂,微溶于冷水,易溶于热水。某同学设计实验提纯某粗苯甲酸样品(其中含有少量泥沙等难
溶于水的杂质),下列操作未涉及的是( )
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A.甲:加热溶解 B.乙:冷却结晶
C.丙:萃取后分液 D.丁:趁热过滤
C
解析:采用重结晶法提纯苯甲酸,其操作过程为热水溶解→趁热过滤→冷却结晶→过滤→冷水洗涤→干燥,未涉及萃取分液操作,故选C。
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10.实验室用以下装置(夹持和水浴加热装置略)制备环己酮缩乙二醇。
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实验中利用苯-水的共沸体系带出水分,其反应原理:
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下列有关说法错误的是( )
A.以共沸体系带出水促使反应正向进行
B.当观察到分水器中苯层液面高于支管口时,必须打开旋塞B将水放出
C.管口A是冷凝水的进水口
D.根据带出水的体积可估算反应进度
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B
解析:A.由反应方程式可知,生成物中含有水,
若将水分离出去,可促进反应正向进行,该反应
选择以共沸体系带出水可以促使反应正向进行,
选项A正确;B.当观察到分水器中水层液面高于
支管口时,必须打开旋塞B将水放出,选项B错
误;C.冷凝管的作用是冷凝回流苯和水蒸气,从管口A通入冷凝水有利于增大冷凝的接触面积,提高冷凝效果,选项C正确;D.根据投料量,可估计生成水的体积,随着反应的进行,分水器中水层体积不断增大,所以可根据带出水的体积估算反应进度,选项D正确。
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11.(2025·江西萍乡模拟)实验室可以通过以下反应和操作制取肉桂酸:
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已知:苯甲醛、肉桂酸均难溶于水,苯甲醛的熔点为-26 ℃,肉桂酸的熔点为133 ℃,乙酸酐[(CH3CO)2O]易水解。
操作:
①将5.3 g苯甲醛(M=106 g·mol-1)、6.12 g乙酸酐(M=102 g·mol-1)、K2CO3混合加热回流0.5 h;
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②向回流后的混合液中加入K2CO3溶液调节溶液至碱性;
③将“②”中溶液装入如图所示的Ⅱ装置中,并通入水蒸气,Ⅲ中收集到苯甲醛和水;
④……,得到纯净的肉桂酸(M=148 g·mol-1)6.2 g。
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下列有关说法错误的是( )
A.当馏出液无油珠时,即可停止通入水蒸气
B.操作③结束时,应先打开弹簧夹再移去热源
C.向Ⅱ中残余溶液中加入盐酸酸化,再过滤、洗涤、干燥可以获得肉桂酸粗品
D.肉桂酸的产率为69.8%
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解析:将一定量苯甲醛、乙酸酐、K2CO3在圆底烧瓶中混合均匀,然后加热回流0.5 h;向回流后的混合液中加入K2CO3溶液调节溶液至碱性,将肉桂酸、乙酸、乙酸酐等转化为盐;通入水蒸气进行蒸馏,收集苯甲醛;将蒸馏后剩余溶液中加入酸,重新生成肉桂酸等,肉桂酸难溶于
水,过滤后洗涤、干燥,便可获得肉桂酸。A.苯甲醛难溶于水,当馏出液无油珠时,表明苯甲醛已全部蒸出,此时可停止通入水蒸气,A正
确;B.操作③结束时,为防止发生倒吸,应先打开弹簧夹使系统与大气
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相通,再移去热源,B正确;C.向Ⅱ中残余溶液中加入盐酸酸化,使肉桂酸钾转化为肉桂酸,肉桂酸难溶于水,生成沉淀,再过滤、洗涤、干燥可以获得肉桂酸粗品,C正确;D.5.3 g苯甲醛的物质的量为0.05 mol,6.12 g乙酸酐的物质的量为0.06 mol,理论上生成肉桂酸的物质的量为0.05 mol,质量为0.05 mol×148 g·mol-1=7.4 g,则肉桂酸的产率为×100%≈83.8%,D错误。
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