专题02 实验探究综合题（大题专练，三大类型集训）（黑吉辽蒙专用）2026年高考化学终极冲刺讲练测

**基本信息** 聚焦实验探究全流程，以合成、优化、绿色为逻辑主线，系统覆盖仪器操作、条件控制、机理分析等核心实验能力，体现科学探究与实践素养。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |精细合成与分离提纯类实验|5道|侧重仪器选择、分离提纯操作（如洗涤、蒸馏）|从物质性质（密度、沸点）→操作原理→产物纯化的逻辑链| |合成改进与条件优化类实验|5道|强调反应条件控制（温度、pH）、产率分析|实验方案设计→条件影响因素→结果优化的探究思路| |绿色合成与机理探究类实验|5道|涉及绿色化学理念、反应机理分析（如自由基反应）|传统方法对比→绿色改进→机理验证的科学思维路径|

专题02 实验探究综合题 内容概览 类型一 精细合成与分离提纯类实验 类型二 合成改进与条件优化类实验 类型三 绿色合成与机理探究类实验 限时：45分钟 题量：15道 ◆类型一 精细合成与分离提纯类实验 1.【答案】（1）AD （2） ①. 下 ②. 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） （4） ①. 洗去残留的溶液，防止其与产生沉淀堵塞分液漏斗 ②. 过滤 （5）温度计示数快速升高或无馏出物 2. 【答案】（1） ①. 恒压滴液漏斗 ②. 平衡滴液漏斗与三颈烧瓶内的压强，使液体能够顺利流下 （2） （3）pH过低，Im易与H+配位形成ImH+，导致配位能力减弱，难与Zn2+形成晶体；pH过高，Zn2+易形成Zn(OH)2沉淀，从而降低Zn2+浓度，导致产率下降 （4） ①. 关闭 ②. 使装置内形成负压 （5）B （6）甲基是供电子基团，使4-甲基咪唑中配位N原子的电子云密度更大，更易给出孤对电子与Zn2+形成配位键，因此配位能力更强 3．【答案】（1）2-硝基-1，3-苯二酚 （2）研钵 （3）M能形成分子内氢键 （4） ①. 直形冷凝管 ②. 馏出液澄清透明或馏出液无浑浊(或冷凝管内壁上无橙红色固体) （5） ①. 或 ②. 杂质X是水蒸气馏出物，磺酸基易在水蒸气蒸馏时水解 （6）磺化反应在室温下进行，反应温度较低 4. 【答案】（1） （2）石油醚 （3）坩埚、分液漏斗 （4） ①. ①硅藻土疏松多孔、内部孔道多且通畅，颗粒间空隙大、不致密，滤液和空气容易穿过，不会被压实堵塞，所以透气性好、过滤速度更快。②硅藻土对有机物吸附性弱，不会吸附-硼化产物，可减少产物吸附损失，提高实验回收率 ②. 最后一次洗涤液点在硅胶板上后用紫外线照射硅胶板无产物对应荧光出现（最后一次洗涤液经TLC展开后无产物对应荧光点） （5）重结晶 （6）C 5 【答案】（1） ①. 球形冷凝管 ②. （2） ①. 检查装置的气密性 ②. 排尽装置内的空气，防止空气中水蒸气对产物造成影响 （3） ①. 产物可及时脱离反应体系，反应物能充分有效地接触，有利于提高产率 ②. 3 （4） ◆类型二 合成改进与条件优化类实验 1．【答案】(1)三颈烧瓶 (2)碳酸氢钠过量可以保持溶液呈碱性，铜离子完全沉淀或碳酸氢钠易分解损失 (3) 蒸发浓缩、冷却结晶 四水甲酸铜微溶于乙醇，可减少产品洗涤时的溶解损失，且乙醇易挥发，便于干燥 (4) 50℃、反应10 min (5) 2.【答案】（1）（或）。 （2）无需使用有毒的；无需使用易挥发有害的；“一锅煮”步骤简洁；不会因为产生而放热爆炸 （3）强于 （4）除去未反应完的 （5）球形冷凝管、漏斗 （6）80% 3. 【答案】（1）恒压滴液漏斗或恒压分液漏斗 （2） （3） ①. 产生的重氮盐不稳定受热易分解 ②. 冰水浴 （4） ①. 两或2 ②. 黄色 （5）冷却结晶时速度过快 （6）65.4 4. 【答案】（1） ①. a ②. 恒压滴液漏斗 （2）4+9Fe+4H2O4+3Fe3O4 （3）合并苯胺层和醚萃取液 （4）AC （5）防止温差过大，引起冷凝管炸裂 （6） ①. ②. 76.5 5. 【答案】（1）乙腈作溶剂，能溶解对二甲苯 提供水产生·OH而启动反应 （2）对甲基苯甲酸进一步被氧化(或副反应增加) （3） ①. 分离速度快、可分离出颗粒小的固体、固体含湿量小(或固体更干燥) ②. 洗去未反应的对二甲苯 ③. （4）1.088 （5）有杂质；对甲基苯甲酸相对分子质量为136，其质荷比最大值应为136，图中最大质荷比为227，说明存在分子量为227的杂质 ◆类型三 绿色合成与机理探究类实验 1．【答案】(1) 大于 (浓) (2)试纸变蓝 (3)分液漏斗 (4)让钠与水反应，除水 (5)a (6) 2. 【答案】（1）BC （2）B （3） ①. ②. ③. ④. Ph-Ph （4）THF沸点较低且易燃易爆 （5）光照有助于提高镁的反应活性，但不会活化溴苯 （6） ①. 萃取分液 ②. 蒸馏 ③. 粗产品用80%乙醇热溶解，再经活性炭脱色，趁热过滤，滤液冷却结晶后抽滤 （7）55.6% 3. 【答案】（1）5d10 （2）确保气体单向流动，使测量更加准确或防止倒吸 （3）b （4） ①. 氧化S2-，防止生成H2S ②. NaCl+H3PO4=NaH2PO4+HCl↑ （5）×100% （6）AB （7）HCl腐蚀乳胶管或高温使乳胶管软化 4 【答案】（1） ①. ②. 杂化 （2） （3）使晶体析出 （4）通过形成压力差，促使液体快速通过滤纸，从而大大加快过滤的速度，且能得到较干燥的晶体，减少在空气中与水和二氧化碳的反应； （5）蒸馏 （6） 5. 【答案】（1） （2） （3）①避免了具有腐蚀性的浓硫酸的使用；②避免SO2等有毒物质产生；③节约能源等 （4）分液漏斗 （5）逐滴缓慢滴加 （6）不 （7）80 4 / 20 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题02 实验探究综合题 内容概览 类型一 精细合成与分离提纯类实验 类型二 合成改进与条件优化类实验 类型三 绿色合成与机理探究类实验 限时：45分钟 题量：15道 ◆类型一 精细合成与分离提纯类实验 1.（2026·黑龙江哈尔滨市六中·一模） 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15.5 mL正丁醇、2.5 mL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20 min，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25 mL水的分液漏斗中，充分摇振，静置分层。所得粗产物依次用12.5 mL水，8 mL 5% NaOH溶液、8 mL水、8 mL饱和溶液(除去正丁醇)洗涤，然后用1 g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 0.810 177.7 9 正丁醚 0.773 142.4 回答下列问题： （1）步骤Ⅰ中除了选择回流冷凝管、分水器(如下图)，还应选择___________(选字母序号)。 A． B． C． D． E． （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1.5 h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，8 mL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___________。 2. （2026·吉林省吉林市·三模）由溶液与咪唑（，可简写为Im）溶液制备氯化四咪唑合锌的实验具有重要的科研价值。制备过程及装置如下： Ⅰ.晶体制备 ①反应溶液混合：在磁力搅拌下，将50mL咪唑溶液缓慢滴入50mL氯化锌溶液中； ②用0.1mol/L碳酸钠溶液调节体系pH至6.0～7.0； ③在60～80℃水浴中加热回流1～2小时； ④反应结束后，停止加热，自然冷却至室温或置于4℃冰箱中冷却，静置，使晶体充分析出； Ⅱ.产物分离与纯化 ⑤抽滤，收集白色固体产物； ⑥用少量______洗涤晶体2～3次，再用______洗涤1～2次； ⑦将产物置于干燥箱中，在60℃下真空干燥2～3小时，得到纯净氯化四咪唑合锌晶体。 已知：咪唑结构简式为，具有碱性。 请回答下列问题： （1）仪器甲的名称为______，其支管的作用为______。 （2）将咪唑溶液缓慢滴入氯化锌溶液中发生反应的离子方程式为______。 （3）体系的pH需控制在6.0～7.0的原因是______。 （4）抽滤时，抽气泵处于工作状态，活塞需要______（填“打开”或“关闭”），原因是______。 （5）步骤⑥中两次洗涤操作选择的洗涤剂依次为______。 A.丙酮 蒸馏水 B.蒸馏水 丙酮 （6）4-甲基咪唑（）也能够与形成配位键，且其配位能力强于咪唑，原因是______。 3．（2026·哈尔滨哈三中·二模）有机物M是重要的医药中间体。经查阅文献可知：实验室常以间苯二酚为原料，经磺化、硝化、去磺酸基三步合成： Ⅰ．制备步骤： 第一步：磺化。称取间苯二酚，碾成粉末放入烧杯中，慢慢加入浓硫酸并不断搅拌，室温放置15分钟后，在冰水浴中冷却至。 第二步：硝化。将充分冷却后的“混酸”加入上述烧杯中，控制温度继续搅拌。 第三步：水蒸气蒸馏。将硝化反应混合物加入冰水稀释，转移到圆底烧瓶中进行水蒸气蒸馏，用锥形瓶收集馏出物。 已知： ①间苯二酚易溶于水，M为橙红色晶体，难溶于水。 ②酚羟基为强邻、对位定位基，磺酸基为强间位定位基。 ③苯环上的磺酸基易水解。 请回答下列问题： （1）M的化学名称是_______。 （2）为保证磺化反应完全，间苯二酚需在_______(填仪器名称)中研细。 （3）从结构角度分析M难溶于水的原因_______。 （4）水蒸气蒸馏时，应选择_______(填“直形冷凝管”或“球形冷凝管”)，蒸馏过程中冷凝管和锥形瓶中有橙红色固体产生，至_______(填现象)时，停止加热。 Ⅱ．某小组在制备过程中馏出物较少且颜色为亮黄色(其主要成分为杂质X)。经薄层色谱分析(如图1)，该产物与目标产物有较大极性差异；杂质X核磁共振氢谱分析(只保留苯环上的氢原子吸收峰，如图2)。 （5）甲同学推测杂质X为，乙同学推测杂质X为_______；结合制备步骤说明甲同学推测的不合理的原因_______。经质谱分析，进一步说明乙同学推测合理。 （6）杂质X是由于第一步磺化反应不完全导致，从反应条件角度推测磺化反应不完全的原因是_______。 4. （2026·内蒙古包头市·二模）硼化反应是构建手性中心的常用手段。以为硼化试剂，在CuCl和催化下制备香芹酮的硼化产物，实验原理及流程如下。 步骤：Ⅰ溶解。将1.50g香芹酮溶于盛有25mL甲醇的圆底烧瓶中。 Ⅱ反应。加入、少量CuCl和搅拌均匀开始反应，用薄层色谱监测反应进程。 Ⅲ除杂。反应结束后，除去甲醇。用乙酸乙酯充分溶解所得固体，经硅藻土过滤溶液，再用乙酸乙酯洗涤硅藻土，合并滤液后浓缩得粗产物； Ⅳ提纯。将粗产物溶于热石油醚，进一步提纯得产品2.09g。 已知：①硅藻土疏松多孔、对有机物吸附性弱。②极性：乙酸乙酯>石油醚 物质 性质 相对分子质量 香芹酮 不溶于水，易溶于甲醇、乙酸乙酯、石油醚等有机溶剂 150 易溶于甲醇、乙酸乙酯、石油醚等有机溶剂 254 硼化产物 不溶于水，微溶于冷石油醚，易溶于热石油醚、乙酸乙酯 278 回答下列问题： （1）该实验需控制在无水环境中进行，试写出水解的化学方程式___________。 （2）步骤Ⅱ中，TLC固定相为硅胶板（强极性），展开剂为体积比10：1的石油醚、乙酸乙酯混合溶剂。首次检测的荧光点如图所示。此后应增大流动相中___________（填“石油醚”、“乙酸乙酯”或“无需调整”）所占比例。 （3）下列仪器中，步骤Ⅲ一定不需要的有___________（填名称） （4）步骤Ⅲ中用硅藻土代替普通滤纸进行过滤的优点为___________。洗涤时需用乙酸乙酯洗涤硅藻土数次，用TLC分析每次洗涤液，当观察到___________这一现象可停止洗涤。 （5）步骤Ⅳ中进一步提纯的操作名称为___________。 （6）该实验的产率最接近___________。 A. 65% B. 70% C. 75% D. 80% 5 （2026·辽宁省东北育才·一模）三氯三(四氢呋喃)合铬(Ⅲ)是有机反应中重要的固体催化剂，易溶于()，极易水解；一种合成原理为。实验制备的相关物质信息和装置示意图如下(加热及夹持装置略)： 物质 摩尔质量 熔点/℃ 沸点/℃ 密度 152 THF(四氢呋喃) 72 -108 66 0.89 154 -23 76.8 1.59 158.5 1152 374.5 143 实验过程： Ⅰ．制备无水：按图甲组装仪器，称取粉末放在石英反应管中央摊平，通入并控制气流速率，打开管式炉加热电源至660℃，水浴加热，反应2h． Ⅱ．THF的除水处理：THF液体中加入干燥剂，蒸馏，收集66℃的馏分。 Ⅲ．合成：按图乙连接好仪器，经过实验操作Y后，将步骤Ⅰ所得的无水和适量锌粉放入滤纸套筒内，双颈烧瓶中加入步骤Ⅱ所得的100mLTHF，通后关闭，接通冷却水，加热至THF沸腾，在索氏提取器中发生反应，回流2.5h后再通入冷却至室温；取下双颈烧瓶，在通风橱中处理掉多余的THF，使反应混合物体积约为10mL，抽滤、干燥后称量，得固体产品。 回答下列问题： （1）仪器X的名称为___________；石英管中只有两种生成物，其中一种为三元化合物，则制备无水的化学方程式是___________。 （2）步骤Ⅲ中“实验操作Y”为___________；“通”的目的是___________； （3）结合平衡移动原理分析：将无水和锌粉放在滤纸套筒内的好处是___________；产品沿索氏提取器的管___________(填“2”或“3”)流回双颈烧瓶。 （4）本实验制得产品的产率为___________(用代数式表示)。 ◆类型二 合成改进与条件优化类实验 1．(2026·内蒙古赤峰市·一模)四水甲酸铜[]为蓝色晶体，易溶于水，微溶于乙醇。常用作催化剂及电镀原料。实验室可以用碱式碳酸铜[]与甲酸反应来制备，步骤如下： Ⅰ.称取一定量和固体，充分研细。 Ⅱ.向接近沸腾的蒸馏水中加入Ⅰ中混合物。 Ⅲ.后静置溶液，用倾析法分离得到沉淀，洗涤。 Ⅳ.将Ⅲ中固体转入仪器a中，加入蒸馏水，加热。 Ⅴ.向a中加入甲酸，反应结束后经一系列操作得到产品。 回答下列问题： (1)仪器a的名称为_______。 (2)步骤Ⅰ中应取用适当过量的，原因可能是_______。 (3)步骤Ⅴ中的一系列操作为_______、过滤、乙醇洗涤、干燥。其中使用乙醇洗涤的优点是_______。 (4)获得纯净的四水甲酸铜需要控制条件。不同温度和时间下晶体X射线衍射图谱如下(X射线衍射可用于判断某晶体物质是否存在，不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同)。 ①制备四水甲酸铜的最佳反应条件为_______。 ②制备四水甲酸铜的化学方程式为_______。 (5)测定产品中四水甲酸铜()的含量：准确称取产品配成溶液，取于锥形瓶中，忽略杂质离子的干扰，用的标准溶液滴定，反应为：，平均消耗EDTA溶液。则产品中四水甲酸铜的质量分数为_______(用含a、b、c的代数式表示)。 2.(2026·辽宁省部分重点校协作体·一模). 我国的科研工作者提出了如下“一锅煮”的方案实现了将芳香胺中惰性键经硝胺中间体转化为碳卤键。这代替了传统方法如Sandmeyer反应使用亚硝酸钠/，避免生成重氮盐中间体()。 以制备对硝基氯苯(熔点80℃，)的反应为例： Ⅰ．制备。向一个干燥的烧瓶中依次加入5.0对硝基苯胺、50溶剂二氯甲烷、25催化剂DMAP和2浓硝酸。将反应混合物在70℃下搅拌15min，蒸去浓硝酸，再缓慢加入1氯化试剂(足量)，继续在70℃下搅拌。 Ⅱ．后处理。将反应液冷却至室温。小心地将反应混合物倒入饱和水溶液，并用乙酸乙酯萃取。分液后有机相中加入无水，过滤，蒸去溶剂，得粗产品。 Ⅲ．纯化。用乙酸乙酯溶剂将粗产品重结晶(用水浴加热溶解，再用冰水浴冷却使结晶完全)。过滤、洗涤、干燥，得630产品。 回答下列问题： （1）上述转化过程中还产生和，总反应的化学方程式为___________。 （2）该实验方法代替传统Sandmeyer反应的优点是___________(答出一条即可)。 （3）DMAP是一种碱性催化剂，结构为，所有C和N原子共平面，其中N原子结合质子能力：①___________②(填“强于”或“弱于”)。 （4）步骤Ⅱ加入饱和水溶液的作用是___________。 （5）步骤Ⅲ重结晶及过滤操作中，除溶解用的圆底烧瓶和水浴锅以外，还需要下列仪器中的___________(填仪器名称)。 （6）该实验产率为___________。 3. （2026·吉林省长春市·二模）某实验小组按如下方案实现了甲基橙()的制备。过程中产生的重氮盐受热或光照易分解。 Ⅰ．锥形瓶中加入1.0 g对氨基苯磺酸及的NaOH溶液，温热溶解，降温到左右，加入和配成的溶液。 Ⅱ．将上述混合溶液转移到下图装置(部分仪器省略)仪器b中，温度控制在滴加盐酸，不断搅拌，得到重氮盐溶液。 Ⅲ．保持温度在，向重氮盐溶液中滴加0.8 mL N,N-二甲基苯胺和0.5 mL冰醋酸，搅拌20 min。加入溶液至有大量晶体析出，抽滤，冷水洗涤，得甲基橙粗品。重结晶后得1.46 g产品。 （1）图中仪器a的名称为___________。 （2）步骤Ⅰ中“温热溶解”的化学方程式为___________。 （3）“温热溶解”后，制备过程一直保持低温环境的主要原因是___________；控制温度在的方法为___________。 （4）步骤Ⅲ中“重结晶”除去粗品中的难溶性杂质，最少需要进行___________次过滤操作，最终得到滤液的颜色为___________。 （5）步骤Ⅲ中“重结晶”后得到晶体颗粒较小，可能的原因是___________(答出1条即可)。 （6）实验室可用分光光度法测定甲基橙()的纯度。已知甲基橙的吸光度A与甲基橙标准溶液浓度的关系如图所示。称取1.0 g样品，溶解并定容至500 mL，测得溶液吸光度，计算样品中甲基橙的质量分数为___________(精确到)。 4. （2026·黑龙江大庆市·三模）苯胺是重要的有机化工原料，实验室用铁-醋酸还原法制备苯胺的流程如下。 (一)实验原理： 相关信息如下：苯胺为无色油状液体，具有较强的还原性，具有碱性，且易与水形成共沸物。有关数据及部分装置如下： 物质 相对分子质量 熔点/℃ 沸点/℃ 密度/ 溶解性 硝基苯 123 5.9 210.9 1.20 难溶于水，易溶于乙醇、乙醚 苯胺 93 -6.2 184.4 1.02 微溶于水，易溶于乙醇、乙醚 乙醚 74 -116.2 34.6 0.71 微溶于水 (二)实验步骤： ①向装置Ⅰ双颈烧瓶中加入铁粉、水及乙酸，加热煮沸10min； ②稍冷后，缓慢滴入硝基苯(0.0800 mol)，再加热回流30min； ③将装置Ⅰ中的混合物转移至水蒸气蒸馏装置Ⅱ中的烧瓶B中，蒸馏收集苯胺-水馏出液； ④将苯胺-水馏出液用饱和后，转入分液漏斗静置分层，分出苯胺层；水层用乙醚萃取，分出醚层；___________，用粒状干燥剂干燥，过滤后得到苯胺醚溶液； ⑤将苯胺醚溶液先蒸馏回收乙醚，再直接蒸馏收集180-185℃馏分，得到苯胺。 回答下列问题： （1）装置Ⅰ中冷凝管的进水口为___________(填“a”或“b”)，仪器c的名称为___________。 （2）请配平“Fe-醋酸体系还原硝基苯”的化学方程式___________。 （3）请补全步骤④___________。 （4）下列说法正确的是___________。 A. 缓慢滴加硝基苯是为了防止反应过于剧烈 B. 水蒸气蒸馏完毕，先灭火焰，再打开T形管下端的螺旋夹 C. 步骤④中第二次分液，醚层位于上层 D. 步骤④“干燥”时，可选用干燥剂 （5）回收乙醚后，需要放出冷凝管中的冷凝水改为空气冷凝后再蒸馏，请从实验安全角度解释这样操作的原因是___________。 （6）直接蒸馏得到苯胺的纯度往往不高，可设计如下方案进行提纯。 ①写出过程Ⅱ中发生反应的化学方程式：___________。 ②若减压蒸馏得到产品5.58 mL，则合成的苯胺的产率为___________%(保留3位有效数字)。 5. （2026·辽宁省22校协作体·二模）光催化技术是利用太阳能驱动化学反应的前沿方向。某课题组通过光催化水产生羟基自由基(·OH)而启动反应，再利用O2将对二甲苯选择性氧化为对甲基苯甲酸。 反应原理： 实验步骤： Ⅰ．在双颈烧瓶中，加入少量TiO2纳米管粉末、1.06g对二甲苯(沸点138℃)和50mL乙腈-水混合溶液(体积比4：1，乙腈沸点81℃)。 Ⅱ．连通氧气源(足量)，开启冷凝水和磁力搅拌器，光照。每隔一定时间，用注射器抽取少量反应液，分析产物组成。一段时间后终止反应。 Ⅲ．将反应液离心分离出固体催化剂。将上层清液转移至蒸馏烧瓶，蒸除乙腈溶剂，再向烧瓶剩余物质加入过量稀NaOH溶液，充分反应后，加入乙酸乙酯洗涤，弃去有机层，再用稀盐酸酸化至pH=2，析出白色固体。抽滤、洗涤、用无水Na2SO4干燥得产品。 回答下列问题： （1）步骤Ⅰ采用“乙腈-水混合溶液”的主要原因是___________。 （2）产率随步骤Ⅱ反应时间的变化关系如下表所示，可判断获得对甲基苯甲酸的最佳反应时间，超过该反应时间，产率下降的可能原因是___________。 反应时间/h 1 2 3 4 6 8 10 12 对甲基苯甲酸产率/% 18 38 58 75 80 78 70 65 （3）步骤Ⅲ中，与“普通过滤”相比，“离心分离”的优点是___________；用乙酸乙酯洗涤的目的是___________；加入HCl后，析出白色固体时发生反应的离子方程式是___________。 （4）在最佳反应时间内，理论上可获得对甲基苯甲酸的最大产量为___________g。 （5）实验小组获得产品的质谱图如下，推测产物中是否混有杂质，并说明理由___________。 ◆类型三 绿色合成与机理探究类实验 1．(2026·内蒙古包头市·一模)格氏试剂是卤代烷或卤代芳香烃与金属镁在无水乙醚中反应生成的烃基卤化镁，在有机合成中具有重要作用。某小组制备的过程如下。 Ⅰ.以NaBr、浓硫酸和乙醇为原料制备溴乙烷() 反应原理如下： (1)①上述反应中酸的主要作用是促使醇质子化，请比较物质中键强度： _______(填“大于”、“等于”或“小于”)。 ②若加热温度过高或浓硫酸的浓度过大，均会使收集到的粗产品呈橙色，原因是发生了副反应，其化学方程式为_______。 Ⅱ.乙醚的预处理 已知：乙醚的沸点为34.5℃，密度为，微溶于水，常混有过氧乙醚()、少量水。 (2)过氧乙醚的检验：取少量样品滴于KI-淀粉试纸中央，出现_______现象，说明其中含有过氧乙醚。 (3)除过氧乙醚：将乙醚转入_______(填仪器名称)中，加入适量的硫酸亚铁溶液，充分振荡，静置分层。最后将有机相转移至蒸馏装置中蒸馏，收集34.5℃馏分。 (4)将经蒸馏获得的乙醚注入棕色试剂瓶中，压入钠丝，盖上有毛细管的瓶盖。压入钠丝的目的是_______。 Ⅲ.的制备 如图组装装置(加热和夹持装置已略)，向仪器X中加入2.4 g镁条和1小粒碘，装好装置，向仪器Y中加入0.12 mol溴乙烷和25.00 mL乙醚，混匀后开始滴入仪器X中，反应中保持微沸，加完后，温水浴加热回流20 min直至镁条完全反应。 (5)装置中冷凝管进水口为_______(填“a”或“b”)。 (6)通过仪器Y将0.2 mol乙醛逐滴加入仪器X中与反应，然后滴加20.0 mL饱和溶液生成产物Z(伴有一种盐和碱性气体产生)。将Z从混合液中提纯后进行了氢谱和质谱的表征，结果如下： 则与乙醛反应生成Z的总反应为_______。 2. （2026·黑龙江龙东十校·二模）通过光引发制备格氏试剂并合成三苯甲醇，反应原理及实验方案如下： 其中Ph-表示苯基；THF为四氢呋喃(，沸点66℃，易燃易爆)。 Ⅰ．按照图示搭建实验装置，向三颈烧瓶内加入，将2.4mL溴苯(约22mmol)和加到恒压滴液漏斗中。 Ⅱ．将0.48g镁屑投入烧瓶中，用LED灯照射烧瓶内溶液，打开磁力搅拌。缓慢滴加溴苯溶液，待反应结束后撤去LED灯。 Ⅲ．冰水浴条件下，缓慢加入0.75g苯甲酸乙酯(约6.3mmol)和5mLTHF的混合液。滴加完毕后，于70℃下回流1h。 Ⅳ．冰水浴条件下，缓慢加入12mL饱和氯化铵溶液，得到水解液。 Ⅴ．水解液经系列分离提纯操作得到三苯甲醇白色固体产品。 回答下列问题： （1）下列与上述流程中实验操作无关的图标标识是___________(填标号)。 A. y B. C. D. （2）获取0.48g镁屑的操作顺序为___________。(填标号) A．称量→打磨→剪碎 B．打磨→称量→剪碎 （3）格式试剂(烷基卤化镁RMgX)是构建键的重要试剂之一。 ①判断下列碳原子的带电情况：PhMgBr中___________；PhBr中的___________(填“”或“”)。 ②的作用是保护PhMgBr，防止其发生反应___________。(用化学方程式表示) ③步骤Ⅱ需缓慢滴加溴苯溶液，若滴加速度过快，PhMgBr继续与溴苯反应，会生成副产物___________。(填结构简式) （4）实验过程应穿防静电服的理由是___________。 （5）与传统的碘引发制备格式试剂相比，为探究光照具体作用，进行如下系列对照实验。 反应体系 溴苯+镁屑+THF光照 溴苯+碘+THF光照 碘+镁屑+THF光照 碘+镁屑+THF不光照 碘+THF光照 实验现象 溶液由无色变为灰黑色，镁屑消失 不褪色 明显褪色 部分褪色 不褪色 分析实验现象，得出光照具体作用为___________。 （6）步骤Ⅴ中系列分离提纯操作流程如下图。 ①“操作X”、“操作Y”分别为___________、___________。 ②“重结晶”过程需要用的试剂有80%乙醇和活性炭，将该操作步骤补充完整___________。 （7）三苯甲醇的产率为___________。 3. （2026·辽宁省沈阳市·二模）水泥中有害氯离子含量是影响水泥质量的关键因素。一种利用“磷酸蒸馏-汞盐滴定法”测定其氯离子含量的实验装置如下图所示(加热和夹持装置略)。 实验步骤： ①加样：称取水泥试样(含NaCl、Na2S等)m g，转移至干燥的石英蒸馏管中，加入5滴30%H2O2溶液和5 mL磷酸，将石英蒸馏管放入255℃的蒸馏装置中。 ②蒸馏-吸收：以150 mL/min速率鼓入空气，蒸馏15~20 min。然后用95%乙醇清洗冷凝管，与吸收液合并。 ③滴定：调pH至3.5，加入指示剂，用0.001 mol/L Hg(NO3)2滴定至终点(发生反应：Hg2++2Cl-=HgCl2)。记录消耗Hg(NO3)2体积为V1 mL。 ④按上述步骤进行空白实验，记录所用Hg(NO3)2体积为V0 mL。 （1）Hg位于第六周期，与Zn同族，基态Hg2+的价电子排布式为___________。 （2）图中单向阀的作用为___________。 （3）装置图C中最好选用的仪器为___________(填“a”或“b”)。 （4）H2O2溶液的作用是___________，蒸馏过程中若消耗的NaCl与H3PO4物质的量相等，写出发生反应的化学方程式为___________。 （5）该水泥试样中氯离子的质量分数为___________(用含V1、V0的代数式表示)。 （6）下列关于A装置的说法正确的是___________。 A．监控流速 B．增大接触面积，使吸收更充分 C．若无装置A，则会使测量结果偏低 （7）串联B、C装置所用的导管不能用乳胶管的原因是___________。 4 （2026·辽宁省沈阳市·一模）实验室模拟制备一水硫酸四氨合铜(M=246 g/mol)过程及纯度测定如下。 已知：一水硫酸四氨合铜是深蓝色晶体，常温下在空气中易与水和二氧化碳反应，生成铜的碱式盐。 回答下列问题： I．一水硫酸四氨合铜的制备实验过程如图所示： （1） 的结构简式为_______，中S的杂化方式为_______。 （2）已知浅蓝色沉淀的成分为，用离子方程式表示由浅蓝色沉淀得到深蓝色溶液的原理_______。 （3）加入乙醇的作用是_______。 （4）实验中采用减压过滤优点是_______。 （5）从滤液中回收乙醇并获得和的混合溶液，应先加入适量硫酸，再采用_______的方法回收乙醇。 II．一水硫酸四氨合铜晶体纯度的测定 （6）称取0.7 g样品，用蒸馏水溶解并定容至100 mL，准确移取该溶液10.00 mL，加入10.00 mL，再定容至25 mL。重复三次，测得溶液平均吸光度A=0.137现测得的吸光度与Cu2+标准溶液浓度关系如下图所示，若样品中杂质不含铜，则晶体纯度为_______(保留两位有效数字)。 5. （2026·辽宁省大连市·二模）某科研团队为实现1-溴丁烷的绿色制备，设计实验方案如下： 药品：正丁醇、N-溴代丁二酰亚胺(NBS)、三苯基膦()、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、甲醇、蒸馏水。 绿色制备原理： 传统制备原理： 步骤： Ⅰ：向装有磁子的圆底烧瓶中依次加入、正丁醇和DMF，放置于水浴(室温)中搅拌使其溶解。 Ⅱ：另用小烧杯取NBS，并加入DMF使其溶解。将NBS溶液加到圆底烧瓶中，继续搅拌充分反应。 Ⅲ：加入一定量甲醇，快速终止反应。 Ⅳ：用蒸馏装置蒸出粗产物并水洗分离，无需干燥即可得到纯品。 回答下列问题： （1）N，N-二甲基甲酰胺(DMF)的结构简式为___________。 （2）上述“传统制备”1-溴丁烷的化学方程式为___________。 （3）与“传统制备”相比，该“绿色制备”的优点有___________(答出一条即可)。 （4）下列仪器在步骤Ⅳ“水洗分离”中需使用的是___________(填名称)。 （5）反应放热，为防止温度过高引发副反应，加入NBS溶液的方法是___________。 （6）步骤Ⅳ无需干燥即可得到纯品，可推知1-溴丁烷___________(填“不”或“易”)溶于水。 （7）若杂质仅为正丁醇，产品的核磁共振氢谱如图所示。峰面积比a：b=8：1，则产品的纯度为___________%(纯度)。 4 / 20 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题02 实验探究综合题 内容概览 类型一 精细合成与分离提纯类实验 类型二 合成改进与条件优化类实验 类型三 绿色合成与机理探究类实验 限时：45分钟 题量：15道 ◆类型一 精细合成与分离提纯类实验 1.（2026·黑龙江哈尔滨市六中·一模） 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15.5 mL正丁醇、2.5 mL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20 min，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25 mL水的分液漏斗中，充分摇振，静置分层。所得粗产物依次用12.5 mL水，8 mL 5% NaOH溶液、8 mL水、8 mL饱和溶液(除去正丁醇)洗涤，然后用1 g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 0.810 177.7 9 正丁醚 0.773 142.4 回答下列问题： （1）步骤Ⅰ中除了选择回流冷凝管、分水器(如下图)，还应选择___________(选字母序号)。 A． B． C． D． E． （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1.5 h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，8 mL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___________。 【答案】（1）AD （2） ①. 下 ②. 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） （4） ①. 洗去残留的溶液，防止其与产生沉淀堵塞分液漏斗 ②. 过滤 （5）温度计示数快速升高或无馏出物 【解析】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，进一步干燥得到正丁醚粗品，再经过蒸馏得到纯净的正丁醚。 （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，不需要容量瓶，故选AD。 （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，水在下层，当水层积至分水器支管时，即可排出水层，有机层返回三颈烧瓶，。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，浓硫酸被还原生成二氧化硫，化学方程式为。 （4）有机层粗产物中有少量的硫酸，可以用水除去产品中的大部分的硫酸，再用氢氧化钠除去残留的硫酸，再用8mL水洗去残留的氢氧化钠，防止其与产生沉淀堵塞分液漏斗，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。 2. （2026·吉林省吉林市·三模）由溶液与咪唑（，可简写为Im）溶液制备氯化四咪唑合锌的实验具有重要的科研价值。制备过程及装置如下： Ⅰ.晶体制备 ①反应溶液混合：在磁力搅拌下，将50mL咪唑溶液缓慢滴入50mL氯化锌溶液中； ②用0.1mol/L碳酸钠溶液调节体系pH至6.0～7.0； ③在60～80℃水浴中加热回流1～2小时； ④反应结束后，停止加热，自然冷却至室温或置于4℃冰箱中冷却，静置，使晶体充分析出； Ⅱ.产物分离与纯化 ⑤抽滤，收集白色固体产物； ⑥用少量______洗涤晶体2～3次，再用______洗涤1～2次； ⑦将产物置于干燥箱中，在60℃下真空干燥2～3小时，得到纯净氯化四咪唑合锌晶体。 已知：咪唑结构简式为，具有碱性。 请回答下列问题： （1）仪器甲的名称为______，其支管的作用为______。 （2）将咪唑溶液缓慢滴入氯化锌溶液中发生反应的离子方程式为______。 （3）体系的pH需控制在6.0～7.0的原因是______。 （4）抽滤时，抽气泵处于工作状态，活塞需要______（填“打开”或“关闭”），原因是______。 （5）步骤⑥中两次洗涤操作选择的洗涤剂依次为______。 A.丙酮 蒸馏水 B.蒸馏水 丙酮 （6）4-甲基咪唑（）也能够与形成配位键，且其配位能力强于咪唑，原因是______。 【答案】（1） ①. 恒压滴液漏斗 ②. 平衡滴液漏斗与三颈烧瓶内的压强，使液体能够顺利流下 （2） （3）pH过低，Im易与H+配位形成ImH+，导致配位能力减弱，难与Zn2+形成晶体；pH过高，Zn2+易形成Zn(OH)2沉淀，从而降低Zn2+浓度，导致产率下降 （4） ①. 关闭 ②. 使装置内形成负压 （5）B （6）甲基是供电子基团，使4-甲基咪唑中配位N原子的电子云密度更大，更易给出孤对电子与Zn2+形成配位键，因此配位能力更强 【解析】本实验通过配位反应制备氯化四咪唑合锌：咪唑（Im）的氮原子带有孤对电子，可作为配体与的空轨道形成配位键，生成目标配合物​。实验控制体系pH在6.0-7.0：若pH过低，咪唑会质子化失去配位能力；若pH过高，会水解生成氢氧化锌沉淀，均不利于目标配合物生成。60-80℃水浴加热促进配位反应进行，反应完成后冷却使配合物结晶析出，再经抽滤、洗涤、干燥即可得到纯净产物。 （1）根据装置图，甲为恒压滴液漏斗，其支管作用是平衡滴液漏斗与三颈烧瓶内的压强，使液体能够顺利流下； （2）在水中能够完全电离，即，故咪唑溶液缓慢滴入氯化锌溶液中发生反应的离子方程式为； （3）咪唑具有碱性，若pH过低，Im易与H+配位形成ImH+，导致配位能力减弱，难与Zn2+形成晶体；若pH过高，Zn2+易形成Zn(OH)2沉淀，从而降低Zn2+浓度，导致产率下降； （4）抽滤时，抽气泵处于工作状态，活塞需关闭，使装置内形成负压，从而加快过滤速率； （5）先使用蒸馏水洗涤的目的是可除去晶体表面吸附的未反应的可溶性杂质ZnCl2和Na2CO3；再用易挥发的丙酮洗涤，可带走晶体表面的水分，便于后续真空干燥，因此顺序为蒸馏水、丙酮，故选B； （6）甲基是供电子基团，它可以增加咪唑环上 N 原子的电子云密度，使 N 原子更易给出孤对电子与Zn²⁺形成配位键，从而增强配位能力； 3．（2026·哈尔滨哈三中·二模）有机物M是重要的医药中间体。经查阅文献可知：实验室常以间苯二酚为原料，经磺化、硝化、去磺酸基三步合成： Ⅰ．制备步骤： 第一步：磺化。称取间苯二酚，碾成粉末放入烧杯中，慢慢加入浓硫酸并不断搅拌，室温放置15分钟后，在冰水浴中冷却至。 第二步：硝化。将充分冷却后的“混酸”加入上述烧杯中，控制温度继续搅拌。 第三步：水蒸气蒸馏。将硝化反应混合物加入冰水稀释，转移到圆底烧瓶中进行水蒸气蒸馏，用锥形瓶收集馏出物。 已知： ①间苯二酚易溶于水，M为橙红色晶体，难溶于水。 ②酚羟基为强邻、对位定位基，磺酸基为强间位定位基。 ③苯环上的磺酸基易水解。 请回答下列问题： （1）M的化学名称是_______。 （2）为保证磺化反应完全，间苯二酚需在_______(填仪器名称)中研细。 （3）从结构角度分析M难溶于水的原因_______。 （4）水蒸气蒸馏时，应选择_______(填“直形冷凝管”或“球形冷凝管”)，蒸馏过程中冷凝管和锥形瓶中有橙红色固体产生，至_______(填现象)时，停止加热。 Ⅱ．某小组在制备过程中馏出物较少且颜色为亮黄色(其主要成分为杂质X)。经薄层色谱分析(如图1)，该产物与目标产物有较大极性差异；杂质X核磁共振氢谱分析(只保留苯环上的氢原子吸收峰，如图2)。 （5）甲同学推测杂质X为，乙同学推测杂质X为_______；结合制备步骤说明甲同学推测的不合理的原因_______。经质谱分析，进一步说明乙同学推测合理。 （6）杂质X是由于第一步磺化反应不完全导致，从反应条件角度推测磺化反应不完全的原因是_______。 【答案】（1）2-硝基-1，3-苯二酚 （2）研钵 （3）M能形成分子内氢键 （4） ①. 直形冷凝管 ②. 馏出液澄清透明或馏出液无浑浊(或冷凝管内壁上无橙红色固体) （5） ①. 或 ②. 杂质X是水蒸气馏出物，磺酸基易在水蒸气蒸馏时水解 （6）磺化反应在室温下进行，反应温度较低 【分析】本实验以间苯二酚为原料，通过占位定位策略合成目标产物2-硝基间苯二酚（有机物M），原理如下： 酚羟基为强邻对位定位基，间苯二酚苯环上存在多个可发生取代的活性位点，直接硝化会生成多种副产物，无法得到单一目标产物。因此先通过磺化反应，利用磺酸基占据两个羟基的邻位活性空位；再基于定位效应，让硝基选择性进入两个羟基之间的目标位点；最后利用磺酸基易水解的特性，加热水解去除磺酸基得到M，再通过水蒸气蒸馏分离提纯得到产物。 【解析】： （1）M的结构为苯环上1、3位连羟基，2位连硝基，系统命名为2-硝基-1,3-苯二酚。 （2）研磨研细固体的实验仪器为研钵，符合操作要求。 （3）M中相邻的硝基和酚羟基易形成分子内氢键，降低了M与水分子形成氢键的能力，因此溶解性降低，难溶于水。 （4）蒸馏操作收集馏分需要用直形冷凝管（球形冷凝管多用于回流）；M为橙红色难溶固体，当M全部蒸出后，馏出液澄清透明或馏出液无浑浊，此时停止加热。 （5）若第一步磺化不完全，仅引入1个磺酸基，硝化时会引入2个硝基，去磺酸基后得到二硝基取代产物，其苯环剩余2种等效氢，数目比1:1，符合核磁共振氢谱，由于酚羟基是邻、对位定位基，因此X为2,4-二硝基-1,3-苯二酚：或去除磺酸基后，于酚羟基的对位引入硝基，得到X为：。甲推测的产物保留两个磺酸基，磺酸基是强亲水极性基团，易在水蒸气蒸馏时水解，无法随水蒸气蒸出，且极性远大于M，与薄层色谱中X极性更小（走在上方）的结果矛盾，因此不合理。 （6）从反应条件分析，若磺化时温度过低，反应速率慢，会导致磺化不充分，仅引入一个磺酸基，生成杂质X。 4. （2026·内蒙古包头市·二模）硼化反应是构建手性中心的常用手段。以为硼化试剂，在CuCl和催化下制备香芹酮的硼化产物，实验原理及流程如下。 步骤：Ⅰ溶解。将1.50g香芹酮溶于盛有25mL甲醇的圆底烧瓶中。 Ⅱ反应。加入、少量CuCl和搅拌均匀开始反应，用薄层色谱监测反应进程。 Ⅲ除杂。反应结束后，除去甲醇。用乙酸乙酯充分溶解所得固体，经硅藻土过滤溶液，再用乙酸乙酯洗涤硅藻土，合并滤液后浓缩得粗产物； Ⅳ提纯。将粗产物溶于热石油醚，进一步提纯得产品2.09g。 已知：①硅藻土疏松多孔、对有机物吸附性弱。②极性：乙酸乙酯>石油醚 物质 性质 相对分子质量 香芹酮 不溶于水，易溶于甲醇、乙酸乙酯、石油醚等有机溶剂 150 易溶于甲醇、乙酸乙酯、石油醚等有机溶剂 254 硼化产物 不溶于水，微溶于冷石油醚，易溶于热石油醚、乙酸乙酯 278 回答下列问题： （1）该实验需控制在无水环境中进行，试写出水解的化学方程式___________。 （2）步骤Ⅱ中，TLC固定相为硅胶板（强极性），展开剂为体积比10：1的石油醚、乙酸乙酯混合溶剂。首次检测的荧光点如图所示。此后应增大流动相中___________（填“石油醚”、“乙酸乙酯”或“无需调整”）所占比例。 （3）下列仪器中，步骤Ⅲ一定不需要的有___________（填名称） （4）步骤Ⅲ中用硅藻土代替普通滤纸进行过滤的优点为___________。洗涤时需用乙酸乙酯洗涤硅藻土数次，用TLC分析每次洗涤液，当观察到___________这一现象可停止洗涤。 （5）步骤Ⅳ中进一步提纯的操作名称为___________。 （6）该实验的产率最接近___________。 A. 65% B. 70% C. 75% D. 80% 【答案】（1） （2）石油醚 （3）坩埚、分液漏斗 （4） ①. ①硅藻土疏松多孔、内部孔道多且通畅，颗粒间空隙大、不致密，滤液和空气容易穿过，不会被压实堵塞，所以透气性好、过滤速度更快。②硅藻土对有机物吸附性弱，不会吸附-硼化产物，可减少产物吸附损失，提高实验回收率 ②. 最后一次洗涤液点在硅胶板上后用紫外线照射硅胶板无产物对应荧光出现（最后一次洗涤液经TLC展开后无产物对应荧光点） （5）重结晶 （6）C 【解析】 （1）甲醇钠为强碱弱酸盐，水解生成甲醇和氢氧化钠，化学方程式为。 （2）本实验中固定相是强极性硅胶板，符合相似吸附原理：极性越强的物质，和极性硅胶的吸附作用越强，展开时移动越慢，比移值Rf （斑点移动距离/展开剂移动距离）越小； 同时展开剂（流动相）极性会影响整体分离效果：已知极性 乙酸乙酯>石油醚，展开剂整体极性越强，对物质的洗脱携带能力越强，所有斑点的整体Rf 越大，整体越靠近上方的展开剂前沿；反之展开剂极性越弱，整体Rf 越小，越靠近下方的原点。本题的TLC图中，反应物和产物的两个斑点没有完全分开，连在一起形成葫芦形，且斑点位置已经非常靠近上方的展开剂前沿，说明当前展开剂整体极性偏大：所有组分都被极性偏大的展开剂带着移动得过快，没有足够的移动行程实现两个组分的分离。因此需要降低展开剂的整体极性，需要增大极性更弱的石油醚的比例，让两个斑点整体后移，在移动过程中实现分离，所以答案为石油醚。 （3）步骤Ⅲ操作：除去甲醇（蒸馏/浓缩，需要蒸馏烧瓶）→乙酸乙酯溶解固体（需要烧杯）→过滤→浓缩，全程不需要灼烧固体（不需要坩埚），也没有萃取分液操作（不需要分液漏斗）。 （4）硅藻土疏松多孔、内部孔道多且通畅，颗粒间空隙大、不致密，滤液和空气容易穿过，不会被压实堵塞，所以透气性好、过滤速度更快。而且硅藻土对有机物吸附性弱，不会吸附-硼化产物，可减少产物吸附损失，提高实验回收率；洗涤的目的是洗出硅藻土中残留的产物，当洗涤液不再出现产物的荧光斑点，说明产物已完全洗脱，可停止洗涤。 （5）产物β硼化产物易溶于热石油醚、微溶于冷石油醚，利用溶解度差异提纯的方法为重结晶。 （6），，1 mol 可提供2 mol B，因此香芹酮为少量反应试剂，理论上生成产物，理论产量，产率，故选C。 5 （2026·辽宁省东北育才·一模）三氯三(四氢呋喃)合铬(Ⅲ)是有机反应中重要的固体催化剂，易溶于()，极易水解；一种合成原理为。实验制备的相关物质信息和装置示意图如下(加热及夹持装置略)： 物质 摩尔质量 熔点/℃ 沸点/℃ 密度 152 THF(四氢呋喃) 72 -108 66 0.89 154 -23 76.8 1.59 158.5 1152 374.5 143 实验过程： Ⅰ．制备无水：按图甲组装仪器，称取粉末放在石英反应管中央摊平，通入并控制气流速率，打开管式炉加热电源至660℃，水浴加热，反应2h． Ⅱ．THF的除水处理：THF液体中加入干燥剂，蒸馏，收集66℃的馏分。 Ⅲ．合成：按图乙连接好仪器，经过实验操作Y后，将步骤Ⅰ所得的无水和适量锌粉放入滤纸套筒内，双颈烧瓶中加入步骤Ⅱ所得的100mLTHF，通后关闭，接通冷却水，加热至THF沸腾，在索氏提取器中发生反应，回流2.5h后再通入冷却至室温；取下双颈烧瓶，在通风橱中处理掉多余的THF，使反应混合物体积约为10mL，抽滤、干燥后称量，得固体产品。 回答下列问题： （1）仪器X的名称为___________；石英管中只有两种生成物，其中一种为三元化合物，则制备无水的化学方程式是___________。 （2）步骤Ⅲ中“实验操作Y”为___________；“通”的目的是___________； （3）结合平衡移动原理分析：将无水和锌粉放在滤纸套筒内的好处是___________；产品沿索氏提取器的管___________(填“2”或“3”)流回双颈烧瓶。 （4）本实验制得产品的产率为___________(用代数式表示)。 【答案】（1） ①. 球形冷凝管 ②. （2） ①. 检查装置的气密性 ②. 排尽装置内的空气，防止空气中水蒸气对产物造成影响 （3） ①. 产物可及时脱离反应体系，反应物能充分有效地接触，有利于提高产率 ②. 3 （4） 【解析】 【分析】本实验旨在制备CrCl3(THF)3，实验过程分为三个核心阶段：首先在N2保护、660℃条件下，Cr2O3与CCl4反应生成无水CrCl3，同时生成三元化合物COCl2；随后对THF进行干燥和蒸馏，收集66℃的馏分以完成除水处理，防止后续产物水解；最后将无水CrCl3和锌粉置于索氏提取器的滤纸套筒内，利用除水后的THF回流溶解，在锌粉催化作用下生成目标产物，通N2排尽装置内空气和水蒸气，防止产品水解，反应结束后经浓缩、抽滤、干燥得到固体产品；据此作答。 （1）仪器X的名称为球形冷凝管；石英管中Cr2O3与CCl4反应生成CrCl3，另外还有一种三元化合物，根据元素守恒可知另一种化合物为COCl2，则反应的化学方程式为：； （2）实验前必须检查装置的气密性，即操作Y为：检查装置的气密性；空气中含水蒸气，会导致CrCl3(THF)3水解，N2为惰性气体，可以排尽装置内的空气，防止空气中水蒸气对产物造成影响； （3）反应过程中THF在索氏提取器中进行循环，而CrCl3(THF)3、Zn、CrCl3难挥发，因此将无水CrCl3和锌粉放在滤纸套筒内的好处是：产物可及时脱离反应体系，反应物能充分有效地接触，有利于提高产率；THF在双颈烧瓶中变为气体，经管1进入索氏提取器，CrCl3与THF在Zn粉作催化剂下在索氏提取器中进行反应，部分THF经冷凝管回流，其液面逐渐升高，在液面达到管3口时，产品通过虹吸作用再回流至双颈烧瓶中； （4）根据原子守恒，理论上1 mol Cr2O3生成2 mol CrCl3(THF)3；m1 g Cr2O3的物质的量为，则理论生成的CrCl3(THF)3质量为，因此产品中CrCl3(THF)3的产率。 ◆类型二 合成改进与条件优化类实验 1．(2026·内蒙古赤峰市·一模)四水甲酸铜[]为蓝色晶体，易溶于水，微溶于乙醇。常用作催化剂及电镀原料。实验室可以用碱式碳酸铜[]与甲酸反应来制备，步骤如下： Ⅰ.称取一定量和固体，充分研细。 Ⅱ.向接近沸腾的蒸馏水中加入Ⅰ中混合物。 Ⅲ.后静置溶液，用倾析法分离得到沉淀，洗涤。 Ⅳ.将Ⅲ中固体转入仪器a中，加入蒸馏水，加热。 Ⅴ.向a中加入甲酸，反应结束后经一系列操作得到产品。 回答下列问题： (1)仪器a的名称为_______。 (2)步骤Ⅰ中应取用适当过量的，原因可能是_______。 (3)步骤Ⅴ中的一系列操作为_______、过滤、乙醇洗涤、干燥。其中使用乙醇洗涤的优点是_______。 (4)获得纯净的四水甲酸铜需要控制条件。不同温度和时间下晶体X射线衍射图谱如下(X射线衍射可用于判断某晶体物质是否存在，不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同)。 ①制备四水甲酸铜的最佳反应条件为_______。 ②制备四水甲酸铜的化学方程式为_______。 (5)测定产品中四水甲酸铜()的含量：准确称取产品配成溶液，取于锥形瓶中，忽略杂质离子的干扰，用的标准溶液滴定，反应为：，平均消耗EDTA溶液。则产品中四水甲酸铜的质量分数为_______(用含a、b、c的代数式表示)。 【答案】(1)三颈烧瓶 (2)碳酸氢钠过量可以保持溶液呈碱性，铜离子完全沉淀或碳酸氢钠易分解损失 (3) 蒸发浓缩、冷却结晶 四水甲酸铜微溶于乙醇，可减少产品洗涤时的溶解损失，且乙醇易挥发，便于干燥 (4) 50℃、反应10 min (5) 【分析】和固体充分混合均匀之后加入接近沸腾的蒸馏水反应，可得到，倾析法分离固体和溶液，再将固体转入三颈烧瓶中，加入蒸馏水，和甲酸，加热反应得到四水甲酸铜溶液，再经过冷却结晶的一系列操作即可得到晶体。 【详解】（1）由图可知，仪器a为三颈烧瓶。 （2）步骤Ⅰ是硫酸铜和碳酸氢钠反应制备碱式碳酸铜，碳酸氢钠过量可以保持溶液呈碱性，铜离子完全沉淀，提高碱式碳酸铜的产率，同时碳酸氢钠易分解损失，所以需要取用适当过量的； （3）甲酸铜易溶于水，反应后得到稀溶液，需要先蒸发浓缩、冷却结晶析出晶体，再进行过滤操作；根据题干信息，四水甲酸铜微溶于乙醇，因此乙醇洗涤可以减少产品溶解损耗，同时乙醇易挥发，干燥更快。 （4）① 由衍射图可知：黑圈为目标产物四水甲酸铜，三角为杂质无水甲酸铜；时只有目标产物的衍射峰，无杂质峰，是最佳条件。 ② 碱式碳酸铜和甲酸、水反应生成四水甲酸铜和二氧化碳，根据原子守恒配平即可得到反应方程式。 （5）根据滴定反应，待测液中，则溶液中，总质量，因此质量分数为。 2.(2026·辽宁省部分重点校协作体·一模). 我国的科研工作者提出了如下“一锅煮”的方案实现了将芳香胺中惰性键经硝胺中间体转化为碳卤键。这代替了传统方法如Sandmeyer反应使用亚硝酸钠/，避免生成重氮盐中间体()。 以制备对硝基氯苯(熔点80℃，)的反应为例： Ⅰ．制备。向一个干燥的烧瓶中依次加入5.0对硝基苯胺、50溶剂二氯甲烷、25催化剂DMAP和2浓硝酸。将反应混合物在70℃下搅拌15min，蒸去浓硝酸，再缓慢加入1氯化试剂(足量)，继续在70℃下搅拌。 Ⅱ．后处理。将反应液冷却至室温。小心地将反应混合物倒入饱和水溶液，并用乙酸乙酯萃取。分液后有机相中加入无水，过滤，蒸去溶剂，得粗产品。 Ⅲ．纯化。用乙酸乙酯溶剂将粗产品重结晶(用水浴加热溶解，再用冰水浴冷却使结晶完全)。过滤、洗涤、干燥，得630产品。 回答下列问题： （1）上述转化过程中还产生和，总反应的化学方程式为___________。 （2）该实验方法代替传统Sandmeyer反应的优点是___________(答出一条即可)。 （3）DMAP是一种碱性催化剂，结构为，所有C和N原子共平面，其中N原子结合质子能力：①___________②(填“强于”或“弱于”)。 （4）步骤Ⅱ加入饱和水溶液的作用是___________。 （5）步骤Ⅲ重结晶及过滤操作中，除溶解用的圆底烧瓶和水浴锅以外，还需要下列仪器中的___________(填仪器名称)。 （6）该实验产率为___________。 【答案】（1）（或）。 （2）无需使用有毒的；无需使用易挥发有害的；“一锅煮”步骤简洁；不会因为产生而放热爆炸 （3）强于 （4）除去未反应完的 （5）球形冷凝管、漏斗 （6）80% 【解析】 【分析】对硝基苯胺与硝酸、在DMAP、二氯甲烷、70℃条件下反应生成对硝基氯苯，同时反应还生成、，生成的对硝基氯苯冷却后，经饱和水溶液洗涤、乙酸乙酯萃取、分液、干燥后得到粗产品，再用乙酸乙酯重结晶纯化。 （1）上述转化过程对硝基苯胺与硝酸、在DMAP、二氯甲烷、70℃条件下反应生成对硝基氯苯、、和水，化学方程式为（或）。 （2）该实验方法无需使用有毒的，无需使用易挥发有害的，“一锅煮”步骤简洁，不会因为产生而放热爆炸，因此可代替传统Sandmeyer反应。 （3）2个N原子均为杂化，①号N孤电子对在杂化轨道之中，未成键，易结合质子；②号N孤电子对在未杂化p轨道中，参与形成大π键，成键后不再易结合质子；故N原子结合质子能力：①强于②。 （4）与水反应生成和，饱和溶液可以消耗和，促进水解，在实验中除去未反应完的。 （5）过滤需要漏斗，由于该粗产品重结晶用乙酸乙酯，所以加热溶解时，溶剂一定大量挥发，故需要球形冷凝管进行冷凝回流。 （6）该实验的产率。 3. （2026·吉林省长春市·二模）某实验小组按如下方案实现了甲基橙()的制备。过程中产生的重氮盐受热或光照易分解。 Ⅰ．锥形瓶中加入1.0 g对氨基苯磺酸及的NaOH溶液，温热溶解，降温到左右，加入和配成的溶液。 Ⅱ．将上述混合溶液转移到下图装置(部分仪器省略)仪器b中，温度控制在滴加盐酸，不断搅拌，得到重氮盐溶液。 Ⅲ．保持温度在，向重氮盐溶液中滴加0.8 mL N,N-二甲基苯胺和0.5 mL冰醋酸，搅拌20 min。加入溶液至有大量晶体析出，抽滤，冷水洗涤，得甲基橙粗品。重结晶后得1.46 g产品。 （1）图中仪器a的名称为___________。 （2）步骤Ⅰ中“温热溶解”的化学方程式为___________。 （3）“温热溶解”后，制备过程一直保持低温环境的主要原因是___________；控制温度在的方法为___________。 （4）步骤Ⅲ中“重结晶”除去粗品中的难溶性杂质，最少需要进行___________次过滤操作，最终得到滤液的颜色为___________。 （5）步骤Ⅲ中“重结晶”后得到晶体颗粒较小，可能的原因是___________(答出1条即可)。 （6）实验室可用分光光度法测定甲基橙()的纯度。已知甲基橙的吸光度A与甲基橙标准溶液浓度的关系如图所示。称取1.0 g样品，溶解并定容至500 mL，测得溶液吸光度，计算样品中甲基橙的质量分数为___________(精确到)。 【答案】（1）恒压滴液漏斗或恒压分液漏斗 （2） （3） ①. 产生的重氮盐不稳定受热易分解 ②. 冰水浴 （4） ①. 两或2 ②. 黄色 （5）冷却结晶时速度过快 （6）65.4 【解析】 【分析】该装置是制备重氮盐的反应装置，各部分作用清晰：仪器a为恒压滴液漏斗（恒压分液漏斗）：侧管将漏斗上部与三颈烧瓶连通，平衡漏斗与反应瓶的压强，保证盐酸可以顺利滴下。仪器b为三颈烧瓶，作为反应容器：三个瓶口分别实现不同功能：插温度计监测反应温度、安装恒压滴液漏斗滴加盐酸、导出反应尾气（反应中可能生成的氮氧化物、酸性废气会通入右侧烧杯的碱液中吸收，防止污染空气）。该反应要求控温0℃~5℃，实验时会将整个三颈烧瓶置于冰水浴中维持低温。 （1）该仪器带有连通管平衡漏斗和三颈瓶内的压强，保证液体顺利流下，名称为恒压滴液漏斗（或恒压分液漏斗）； （2）对氨基苯磺酸的磺酸基具有酸性，与发生中和反应溶解，反应方程式为； （3）一直保持低温的主要原因为重氮盐不稳定，受热易分解，低温可减少重氮盐分解，提高产率；用冰水浴冷却的方法控制温度在： （4）重结晶除难溶性杂质需要先热过滤除去不溶性杂质，冷却结晶后再过滤得到产品，最少需要2次过滤；甲基橙在中性/弱碱环境下显黄色，因此滤液颜色为黄色； （5）冷却过快/浓度过高时，短时间内生成大量晶核，晶核来不及生长为大晶体，因此最终晶体颗粒小； （6）由吸光度曲线得：时，，定容体积，，， 质量分数。 4. （2026·黑龙江大庆市·三模）苯胺是重要的有机化工原料，实验室用铁-醋酸还原法制备苯胺的流程如下。 (一)实验原理： 相关信息如下：苯胺为无色油状液体，具有较强的还原性，具有碱性，且易与水形成共沸物。有关数据及部分装置如下： 物质 相对分子质量 熔点/℃ 沸点/℃ 密度/ 溶解性 硝基苯 123 5.9 210.9 1.20 难溶于水，易溶于乙醇、乙醚 苯胺 93 -6.2 184.4 1.02 微溶于水，易溶于乙醇、乙醚 乙醚 74 -116.2 34.6 0.71 微溶于水 (二)实验步骤： ①向装置Ⅰ双颈烧瓶中加入铁粉、水及乙酸，加热煮沸10min； ②稍冷后，缓慢滴入硝基苯(0.0800 mol)，再加热回流30min； ③将装置Ⅰ中的混合物转移至水蒸气蒸馏装置Ⅱ中的烧瓶B中，蒸馏收集苯胺-水馏出液； ④将苯胺-水馏出液用饱和后，转入分液漏斗静置分层，分出苯胺层；水层用乙醚萃取，分出醚层；___________，用粒状干燥剂干燥，过滤后得到苯胺醚溶液； ⑤将苯胺醚溶液先蒸馏回收乙醚，再直接蒸馏收集180-185℃馏分，得到苯胺。 回答下列问题： （1）装置Ⅰ中冷凝管的进水口为___________(填“a”或“b”)，仪器c的名称为___________。 （2）请配平“Fe-醋酸体系还原硝基苯”的化学方程式___________。 （3）请补全步骤④___________。 （4）下列说法正确的是___________。 A. 缓慢滴加硝基苯是为了防止反应过于剧烈 B. 水蒸气蒸馏完毕，先灭火焰，再打开T形管下端的螺旋夹 C. 步骤④中第二次分液，醚层位于上层 D. 步骤④“干燥”时，可选用干燥剂 （5）回收乙醚后，需要放出冷凝管中的冷凝水改为空气冷凝后再蒸馏，请从实验安全角度解释这样操作的原因是___________。 （6）直接蒸馏得到苯胺的纯度往往不高，可设计如下方案进行提纯。 ①写出过程Ⅱ中发生反应的化学方程式：___________。 ②若减压蒸馏得到产品5.58 mL，则合成的苯胺的产率为___________%(保留3位有效数字)。 【答案】（1） ①. a ②. 恒压滴液漏斗 （2）4+9Fe+4H2O4+3Fe3O4 （3）合并苯胺层和醚萃取液 （4）AC （5）防止温差过大，引起冷凝管炸裂 （6） ①. ②. 76.5 【解析】 【分析】本题整体实验流程为：先在回流装置中完成铁粉-醋酸还原硝基苯制备苯胺的反应，再通过水蒸气蒸馏分离粗产物，经盐析、乙醚萃取分液、洗涤干燥除去杂质，随后蒸馏回收乙醚，最后蒸馏提纯得到苯胺；同时结合苯胺碱性设计酸碱成盐萃取的减压蒸馏精制方案，完整覆盖有机合成→分离提纯→精制优化→定量产率计算全实验逻辑。 （1）冷凝管“下进上出”，进水口为a；仪器c为恒压滴液漏斗； （2）硝基苯-NO2→-NH2，N从+3→-3，每个N得6e-；Fe→Fe3O4，每个Fe平均失电子e-，配平为：4+9Fe+4H2O4+3Fe3O4； （3）步骤④为将苯胺-水馏出液用NaCl饱和后，转入分液漏斗静置分层，分出苯胺层；水层用乙醚萃取分液后，合并所有醚层，用水洗涤醚层至中性，再干燥； （4）A．缓慢滴加硝基苯，控制反应物速率，防止反应过于剧烈、暴沸，A正确； B．水蒸气蒸馏结束，先打开螺旋夹通大气，再停止加热，防止倒吸，B错误； C．乙醚的密度小于水，醚层位于上层，C正确； D．苯胺具有碱性，P2O5是酸性干燥剂，会与苯胺反应，不能使用，D错误； 故答案选AC； （5）水温冷凝管不适合高温蒸馏，高温下水汽化会导致冷凝管炸裂；同时苯胺蒸气易燃，空气冷凝可防止冷凝管温差过大炸裂、避免苯胺受热燃烧爆炸，所以答案为：防止温差过大，引起冷凝管炸裂； （6）①苯胺盐酸盐与NaOH反应释放苯胺：； ②已知：n(硝基苯)=0.0800 mol，理论n(苯胺)=0.0800 mol，实际m=ρV=1.02 g⋅mL −1×5.58 mL=5.6916 g，实际物质的量：，产率：。 5. （2026·辽宁省22校协作体·二模）光催化技术是利用太阳能驱动化学反应的前沿方向。某课题组通过光催化水产生羟基自由基(·OH)而启动反应，再利用O2将对二甲苯选择性氧化为对甲基苯甲酸。 反应原理： 实验步骤： Ⅰ．在双颈烧瓶中，加入少量TiO2纳米管粉末、1.06g对二甲苯(沸点138℃)和50mL乙腈-水混合溶液(体积比4：1，乙腈沸点81℃)。 Ⅱ．连通氧气源(足量)，开启冷凝水和磁力搅拌器，光照。每隔一定时间，用注射器抽取少量反应液，分析产物组成。一段时间后终止反应。 Ⅲ．将反应液离心分离出固体催化剂。将上层清液转移至蒸馏烧瓶，蒸除乙腈溶剂，再向烧瓶剩余物质加入过量稀NaOH溶液，充分反应后，加入乙酸乙酯洗涤，弃去有机层，再用稀盐酸酸化至pH=2，析出白色固体。抽滤、洗涤、用无水Na2SO4干燥得产品。 回答下列问题： （1）步骤Ⅰ采用“乙腈-水混合溶液”的主要原因是___________。 （2）产率随步骤Ⅱ反应时间的变化关系如下表所示，可判断获得对甲基苯甲酸的最佳反应时间，超过该反应时间，产率下降的可能原因是___________。 反应时间/h 1 2 3 4 6 8 10 12 对甲基苯甲酸产率/% 18 38 58 75 80 78 70 65 （3）步骤Ⅲ中，与“普通过滤”相比，“离心分离”的优点是___________；用乙酸乙酯洗涤的目的是___________；加入HCl后，析出白色固体时发生反应的离子方程式是___________。 （4）在最佳反应时间内，理论上可获得对甲基苯甲酸的最大产量为___________g。 （5）实验小组获得产品的质谱图如下，推测产物中是否混有杂质，并说明理由___________。 【答案】（1）乙腈作溶剂，能溶解对二甲苯 提供水产生·OH而启动反应 （2）对甲基苯甲酸进一步被氧化(或副反应增加) （3） ①. 分离速度快、可分离出颗粒小的固体、固体含湿量小(或固体更干燥) ②. 洗去未反应的对二甲苯 ③. （4）1.088 （5）有杂质；对甲基苯甲酸相对分子质量为136，其质荷比最大值应为136，图中最大质荷比为227，说明存在分子量为227的杂质 【解析】该实验利用光催化技术，以TiO2纳米管为催化剂、O2为氧化剂，在乙腈-水混合体系中将对二甲苯选择性氧化为对甲基苯甲酸，经分离提纯得到目标产物。 （1）对二甲苯是有机物，易溶于有机溶剂乙腈；该反应需要水产生羟基自由基启动，因此混合溶剂可同时满足溶解反应物和提供反应引发试剂的需求。 （2）该反应是选择性氧化一个甲基，时间过长后，反应程度加深，第二个甲基也会被氧化，生成副产物，目标产物产率降低。 （3）催化剂是纳米级粉末，普通过滤时纳米颗粒易透过滤纸，离心分离速率更快、分离更彻底；加过量NaOH后，对甲基苯甲酸转化为易溶于水的对甲基苯甲酸钠，未反应的对二甲苯等有机杂质易溶于乙酸乙酯，用乙酸乙酯洗涤可除去这些杂质；酸化时，对甲基苯甲酸根与氢离子结合生成溶解度较小的对甲基苯甲酸，析出固体对甲基苯甲酸，离子方程式为。 （4）对二甲苯的摩尔质量为，，最佳产率为，对甲基苯甲酸摩尔质量为，因此产量为。 （5）质谱中最大质荷比等于纯净物的相对分子质量，对甲基苯甲酸相对分子质量为136，其质荷比最大值应为136，图中最大质荷比为227，说明存在分子量为227的杂质。 ◆类型三 绿色合成与机理探究类实验 1．(2026·内蒙古包头市·一模)格氏试剂是卤代烷或卤代芳香烃与金属镁在无水乙醚中反应生成的烃基卤化镁，在有机合成中具有重要作用。某小组制备的过程如下。 Ⅰ.以NaBr、浓硫酸和乙醇为原料制备溴乙烷() 反应原理如下： (1)①上述反应中酸的主要作用是促使醇质子化，请比较物质中键强度： _______(填“大于”、“等于”或“小于”)。 ②若加热温度过高或浓硫酸的浓度过大，均会使收集到的粗产品呈橙色，原因是发生了副反应，其化学方程式为_______。 Ⅱ.乙醚的预处理 已知：乙醚的沸点为34.5℃，密度为，微溶于水，常混有过氧乙醚()、少量水。 (2)过氧乙醚的检验：取少量样品滴于KI-淀粉试纸中央，出现_______现象，说明其中含有过氧乙醚。 (3)除过氧乙醚：将乙醚转入_______(填仪器名称)中，加入适量的硫酸亚铁溶液，充分振荡，静置分层。最后将有机相转移至蒸馏装置中蒸馏，收集34.5℃馏分。 (4)将经蒸馏获得的乙醚注入棕色试剂瓶中，压入钠丝，盖上有毛细管的瓶盖。压入钠丝的目的是_______。 Ⅲ.的制备 如图组装装置(加热和夹持装置已略)，向仪器X中加入2.4 g镁条和1小粒碘，装好装置，向仪器Y中加入0.12 mol溴乙烷和25.00 mL乙醚，混匀后开始滴入仪器X中，反应中保持微沸，加完后，温水浴加热回流20 min直至镁条完全反应。 (5)装置中冷凝管进水口为_______(填“a”或“b”)。 (6)通过仪器Y将0.2 mol乙醛逐滴加入仪器X中与反应，然后滴加20.0 mL饱和溶液生成产物Z(伴有一种盐和碱性气体产生)。将Z从混合液中提纯后进行了氢谱和质谱的表征，结果如下： 则与乙醛反应生成Z的总反应为_______。 【答案】(1) 大于 (浓) (2)试纸变蓝 (3)分液漏斗 (4)让钠与水反应，除水 (5)a (6) 【分析】由题意可知，制备乙基溴化镁的过程为：先以溴化钠、浓硫酸和乙醇为原料制备溴乙烷，再在乙醚作溶剂的条件下用溴乙烷和镁为原料制备乙基溴化镁。 【详解】（1） ①由反应原理可知，与酸反应生成后，更易与溴离子反应生成溴代烃和水，说明分子中的碳氧键的强度强于离子中的碳氧键的强度； ②若加热温度过高或浓硫酸的浓度过大，溴化钠会与浓硫酸发生副反应生成硫酸钠、溴、二氧化硫和水，反应的化学方程式为：(浓)； （2）过氧乙醚具有强氧化性，能与碘化钾溶液反应生成能使淀粉溶液变蓝色的单质碘，则检验乙醚中含有过氧乙醚的操作为：取少量样品滴于碘化钾淀粉试纸中央，试纸变为蓝色，说明乙醚中含有过氧乙醚和少量的水； （3）由题意可知，除去过氧乙醚的操作为：将乙醚转入分液漏斗中，加入适量的硫酸亚铁溶液，充分振荡使过氧乙醚与硫酸亚铁溶液完全反应后，静置分层，打开玻璃塞、打开分液漏斗活塞，分离出下层水相；最后将有机相转移至蒸馏装置中蒸馏，收集35.4℃馏分； （4）钠能与水反应，不能与乙醚反应，所以将经蒸馏获得的乙醚注入棕色试剂瓶中，压入钠丝的目的是让钠与水反应，以达到除水目的； （5）由实验装置图可知，冷凝管的作用是冷凝回流挥发出的溴乙烷和乙醚，为增强冷凝效果，冷凝管进水口为下口a口； （6）由质谱图可知，Z的相对分子质量为74，由核磁共振氢谱可知，Z分子中含有5类氢原子，且氢原子的个数比为：1：1：2：3：3，则Z的结构简式为；由题意可知，生成Z的反应为乙基溴化镁与乙醛、溴化铵反应生成Z、溴化镁和氨气，反应的化学方程式为：。 2. （2026·黑龙江龙东十校·二模）通过光引发制备格氏试剂并合成三苯甲醇，反应原理及实验方案如下： 其中Ph-表示苯基；THF为四氢呋喃(，沸点66℃，易燃易爆)。 Ⅰ．按照图示搭建实验装置，向三颈烧瓶内加入，将2.4mL溴苯(约22mmol)和加到恒压滴液漏斗中。 Ⅱ．将0.48g镁屑投入烧瓶中，用LED灯照射烧瓶内溶液，打开磁力搅拌。缓慢滴加溴苯溶液，待反应结束后撤去LED灯。 Ⅲ．冰水浴条件下，缓慢加入0.75g苯甲酸乙酯(约6.3mmol)和5mLTHF的混合液。滴加完毕后，于70℃下回流1h。 Ⅳ．冰水浴条件下，缓慢加入12mL饱和氯化铵溶液，得到水解液。 Ⅴ．水解液经系列分离提纯操作得到三苯甲醇白色固体产品。 回答下列问题： （1）下列与上述流程中实验操作无关的图标标识是___________(填标号)。 A. y B. C. D. （2）获取0.48g镁屑的操作顺序为___________。(填标号) A．称量→打磨→剪碎 B．打磨→称量→剪碎 （3）格式试剂(烷基卤化镁RMgX)是构建键的重要试剂之一。 ①判断下列碳原子的带电情况：PhMgBr中___________；PhBr中的___________(填“”或“”)。 ②的作用是保护PhMgBr，防止其发生反应___________。(用化学方程式表示) ③步骤Ⅱ需缓慢滴加溴苯溶液，若滴加速度过快，PhMgBr继续与溴苯反应，会生成副产物___________。(填结构简式) （4）实验过程应穿防静电服的理由是___________。 （5）与传统的碘引发制备格式试剂相比，为探究光照具体作用，进行如下系列对照实验。 反应体系 溴苯+镁屑+THF光照 溴苯+碘+THF光照 碘+镁屑+THF光照 碘+镁屑+THF不光照 碘+THF光照 实验现象 溶液由无色变为灰黑色，镁屑消失 不褪色 明显褪色 部分褪色 不褪色 分析实验现象，得出光照具体作用为___________。 （6）步骤Ⅴ中系列分离提纯操作流程如下图。 ①“操作X”、“操作Y”分别为___________、___________。 ②“重结晶”过程需要用的试剂有80%乙醇和活性炭，将该操作步骤补充完整___________。 （7）三苯甲醇的产率为___________。 【答案】（1）BC （2）B （3） ①. ②. ③. ④. Ph-Ph （4）THF沸点较低且易燃易爆 （5）光照有助于提高镁的反应活性，但不会活化溴苯 （6） ①. 萃取分液 ②. 蒸馏 ③. 粗产品用80%乙醇热溶解，再经活性炭脱色，趁热过滤，滤液冷却结晶后抽滤 （7）55.6% 【解析】由题给流程可知，溴苯与镁反应生成，与在作用下反应生成， 在氯化铵溶液中发生水解反应生成三苯甲醇。 （1）THF易燃易爆，应佩戴护目镜，在通风橱中操作，本实验应避免使用明火，无需使用锐器，选择BC。 （2）获取镁屑应先打磨除去Mg表面氧化膜，称量后剪碎，选B。 （3）①PhMgBr中金属Mg带，碳原子带，PhBr中的碳原子带。 ②作为干燥剂，吸收空气中的水蒸气防止发生水解：。 ③若溴苯溶液滴加速度过快，继续与溴苯反应，生成副产物联苯。 （4）沸点较低且易燃易爆，应防止静电引发实验安全问题。 （5）溴苯作为反应物时，光照下不褪色说明光照不会活化溴苯，而镁条参与反应时光照下褪色，说明光照有助于提高镁的反应活性。 （6）①操作X加入乙酸乙酯作为萃取剂，分离水相和有机相，为萃取分液操作；有机相经干燥后通过蒸馏分离。 ②“重结晶”操作为：粗产品用乙醇热溶解，再经活性炭脱色，趁热过滤，滤液冷却结晶后抽滤。 （7）反应过程中，苯甲酸乙酯和PhMgBr以物质的量之比反应制备Ph3COH，由Ⅱ可知理论上生成，反应时使用的苯甲酸乙酯为，(苯甲酸乙酯)，则理论上生成，产率。 3. （2026·辽宁省沈阳市·二模）水泥中有害氯离子含量是影响水泥质量的关键因素。一种利用“磷酸蒸馏-汞盐滴定法”测定其氯离子含量的实验装置如下图所示(加热和夹持装置略)。 实验步骤： ①加样：称取水泥试样(含NaCl、Na2S等)m g，转移至干燥的石英蒸馏管中，加入5滴30%H2O2溶液和5 mL磷酸，将石英蒸馏管放入255℃的蒸馏装置中。 ②蒸馏-吸收：以150 mL/min速率鼓入空气，蒸馏15~20 min。然后用95%乙醇清洗冷凝管，与吸收液合并。 ③滴定：调pH至3.5，加入指示剂，用0.001 mol/L Hg(NO3)2滴定至终点(发生反应：Hg2++2Cl-=HgCl2)。记录消耗Hg(NO3)2体积为V1 mL。 ④按上述步骤进行空白实验，记录所用Hg(NO3)2体积为V0 mL。 （1）Hg位于第六周期，与Zn同族，基态Hg2+的价电子排布式为___________。 （2）图中单向阀的作用为___________。 （3）装置图C中最好选用的仪器为___________(填“a”或“b”)。 （4）H2O2溶液的作用是___________，蒸馏过程中若消耗的NaCl与H3PO4物质的量相等，写出发生反应的化学方程式为___________。 （5）该水泥试样中氯离子的质量分数为___________(用含V1、V0的代数式表示)。 （6）下列关于A装置的说法正确的是___________。 A．监控流速 B．增大接触面积，使吸收更充分 C．若无装置A，则会使测量结果偏低 （7）串联B、C装置所用的导管不能用乳胶管的原因是___________。 【答案】（1）5d10 （2）确保气体单向流动，使测量更加准确或防止倒吸 （3）b （4） ①. 氧化S2-，防止生成H2S ②. NaCl+H3PO4=NaH2PO4+HCl↑ （5）×100% （6）AB （7）HCl腐蚀乳胶管或高温使乳胶管软化 【解析】空气通过多孔球泡进入装有硝酸银溶液的A装置，多孔球泡能增大空气与溶液的接触面积，起到净化空气、除去空气中可能含有的氯离子等杂质的作用。净化后的空气经单向阀进入石英蒸馏管B中，使水泥样品中的氯离子在磷酸存在下转化为氯化氢气体被蒸馏出来。蒸馏出的氯化氢气体进入装置C，被装置C下方D中的稀硝酸吸收，形成含氯离子的溶液。向吸收了氯化氢的稀硝酸溶液中加入含汞离子的溶液，汞离子与氯离子发生反应，通过消耗Hg(NO3)2溶液的量来计算水泥中氯离子的含量。 （1）Hg位于第六周期，与Zn同族，即第IIB族，故基态Hg2+的价电子排布式为5d10。 （2）单向阀的作用是确保气体单向流动，使测量更加准确或防止倒吸； （3）蛇形冷凝管的冷凝效果较好，能使蒸汽充分冷凝回流，所以为达到最佳的冷凝效果，装置图C虚框中未画出的仪器最好选择蛇形冷凝管，即选b。 （4）水泥试样含Na2S，会生成H2S杂质干扰氯离子的测定，H2O2作氧化剂，可氧化S2-，防止生成H2S；蒸馏时NaCl与H3PO4反应生成HCl气体，当NaCl与H3PO4物质的量相等时，该化学方程式为NaCl+H3PO4=NaH2PO4+HCl↑。 （5）滴定原理为Hg2++2Cl-=HgCl2，，则，故该水泥试样中氯离子的质量分数为。 （6）装置A中多孔球泡可以增大气体与溶液的接触面积，使吸收更充分，吸收空气中含Cl-的微粒，消除对实验测定的干扰，若无装置A，则会使测量结果偏高，同时通过观察气泡控制通入气体的流速，故答案选AB。 （7）串联B、C装置所用的导管不能用乳胶管的原因是HCl腐蚀乳胶管或高温使乳胶管软化。 4 （2026·辽宁省沈阳市·一模）实验室模拟制备一水硫酸四氨合铜(M=246 g/mol)过程及纯度测定如下。 已知：一水硫酸四氨合铜是深蓝色晶体，常温下在空气中易与水和二氧化碳反应，生成铜的碱式盐。 回答下列问题： I．一水硫酸四氨合铜的制备实验过程如图所示： （1） 的结构简式为_______，中S的杂化方式为_______。 （2）已知浅蓝色沉淀的成分为，用离子方程式表示由浅蓝色沉淀得到深蓝色溶液的原理_______。 （3）加入乙醇的作用是_______。 （4）实验中采用减压过滤优点是_______。 （5）从滤液中回收乙醇并获得和的混合溶液，应先加入适量硫酸，再采用_______的方法回收乙醇。 II．一水硫酸四氨合铜晶体纯度的测定 （6）称取0.7 g样品，用蒸馏水溶解并定容至100 mL，准确移取该溶液10.00 mL，加入10.00 mL，再定容至25 mL。重复三次，测得溶液平均吸光度A=0.137现测得的吸光度与Cu2+标准溶液浓度关系如下图所示，若样品中杂质不含铜，则晶体纯度为_______(保留两位有效数字)。 【答案】（1） ①. ②. 杂化 （2） （3）使晶体析出 （4）通过形成压力差，促使液体快速通过滤纸，从而大大加快过滤的速度，且能得到较干燥的晶体，减少在空气中与水和二氧化碳的反应； （5）蒸馏 （6） 【解析】 （1）中铜离子提供空轨道，氮原子提供孤对电子形成配位键，的结构简式为，中S有4个σ键，没有孤对电子，价层电子对数为4，故S的杂化方式为杂化； （2）浅蓝色沉淀与氨水反应生成深蓝色络合离子，离子方程式为： ； （3）在乙醇中溶解度比在水中的小，加入乙醇可降低其溶解度，使晶体析出； （4）实验中采用减压过滤的优点是通过形成压力差，促使液体快速通过滤纸，从而大大加快过滤的速度，且能得到较干燥的晶体，减少在空气中与水和二氧化碳的反应； （5）从滤液中回收乙醇并获得和的混合溶液，应先加入适量硫酸，再利用乙醇和水沸点不同，采用蒸馏的方法回收乙醇； （6）由图可知，当平均吸光度A=0.137时，对应铜离子的浓度，此为定容后25 mL溶液中的铜离子浓度，0.7 g样品中含有铜离子的物质的量为：，则晶体的纯度为：。 5. （2026·辽宁省大连市·二模）某科研团队为实现1-溴丁烷的绿色制备，设计实验方案如下： 药品：正丁醇、N-溴代丁二酰亚胺(NBS)、三苯基膦()、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、甲醇、蒸馏水。 绿色制备原理： 传统制备原理： 步骤： Ⅰ：向装有磁子的圆底烧瓶中依次加入、正丁醇和DMF，放置于水浴(室温)中搅拌使其溶解。 Ⅱ：另用小烧杯取NBS，并加入DMF使其溶解。将NBS溶液加到圆底烧瓶中，继续搅拌充分反应。 Ⅲ：加入一定量甲醇，快速终止反应。 Ⅳ：用蒸馏装置蒸出粗产物并水洗分离，无需干燥即可得到纯品。 回答下列问题： （1）N，N-二甲基甲酰胺(DMF)的结构简式为___________。 （2）上述“传统制备”1-溴丁烷的化学方程式为___________。 （3）与“传统制备”相比，该“绿色制备”的优点有___________(答出一条即可)。 （4）下列仪器在步骤Ⅳ“水洗分离”中需使用的是___________(填名称)。 （5）反应放热，为防止温度过高引发副反应，加入NBS溶液的方法是___________。 （6）步骤Ⅳ无需干燥即可得到纯品，可推知1-溴丁烷___________(填“不”或“易”)溶于水。 （7）若杂质仅为正丁醇，产品的核磁共振氢谱如图所示。峰面积比a：b=8：1，则产品的纯度为___________%(纯度)。 【答案】（1） （2） （3）①避免了具有腐蚀性的浓硫酸的使用；②避免SO2等有毒物质产生；③节约能源等 （4）分液漏斗 （5）逐滴缓慢滴加 （6）不 （7）80 【解析】原理分析：在或浓硫酸做催化剂下，正丁醇与或发生取代反应，生成1-溴丁烷；实验步骤分析：圆底烧瓶的磁子起到搅拌，使、正丁醇和DMF混合均匀；另用烧杯取NBS，利用有机物之间互溶，加入DMF可以得到NBS溶液，接着将烧杯中的NBS溶液加入圆底烧瓶中，发生反应生成1-溴丁烷；加入一定量的甲醇也会与NBS反应，将NBS消耗掉后，正丁醇与NBS的反应就停止了；由于反应后的溶液是混合溶液，利用沸点差异蒸馏得到粗产物，粗产物里有1-溴丁烷和水溶液，1-溴丁烷不溶于水，无需干燥，直接分液可得到纯品，据此分析。 （1）根据酰胺的命名方法，可知N，N-二甲基甲酰胺(DMF)的结构简式为。 （2）上述“传统制备”1-溴丁烷，在浓硫酸催化和加热条件下，正丁醇与发生取代反应生成1-溴丁烷和氢氧化钠，生成的氢氧化钠接着与硫酸反应生成硫酸氢钠和水，总反应为。 （3）“传统制备”过程中，浓硫酸具有腐蚀性，需要注意使用安全，浓硫酸还具有强氧化性，会将正丁醇氧化，且会产生等有毒气体，反应还需要加热，能耗比“绿色制备”更高。所以该“绿色制备”的优点有①避免了具有腐蚀性的浓硫酸的使用；②避免SO2等有毒物质产生；③节约能源等。 （4）1-溴丁烷与水溶液不互溶，采用分液方法分离，需要用到分液漏斗。 （5）制备反应放热，为避免反应温度过高引发副反应，应逐滴缓慢滴加NBS溶液。 （6）步骤Ⅳ无需干燥，水洗后直接静置分液可得纯品，是由于1-溴丁烷与水不互溶。 （7）由图可知，峰a上的H为溴原子直接相连的亚甲基上的H，峰b上的H为羟基上的H，又峰面积比a：b=8：1，则1-溴丁烷与正丁醇的物质的量之比为4：1，若产生1-溴丁烷4mol，则正丁醇有1mol，代入公式计算，得纯度。 4 / 20 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $