實(shí)驗(yàn)與有機(jī)的融合-有機(jī)實(shí)驗(yàn)

(三)實(shí)驗(yàn)與有機(jī)的融合——有機(jī)實(shí)驗(yàn)1.(2023·湖南卷,3)下列玻璃儀器在相應(yīng)實(shí)驗(yàn)中選用不合理的是(

)A.重結(jié)晶法提純苯甲酸:①②③B.蒸餾法分離CH2Cl2和CCl4:③⑤⑥C.濃硫酸催化乙醇制備乙烯:③⑤D.酸堿滴定法測(cè)定NaOH溶液濃度:④⑥類型1有機(jī)物制備、檢驗(yàn)與除雜選擇題√解析:粗苯甲酸中含有少量氯化鈉和泥沙,需要利用重結(jié)晶法來提純苯甲酸,具體操作為加熱溶解、趁熱過濾和冷卻結(jié)晶,此時(shí)利用的玻璃儀器有漏斗、燒杯、玻璃棒,A選項(xiàng)裝置選擇不合理;蒸餾法需要用到溫度計(jì)以測(cè)量蒸氣溫度、蒸餾燒瓶用來盛裝混合溶液、直形冷凝管進(jìn)行冷凝、錐形瓶用于盛裝收集到的餾分,B選項(xiàng)裝置選擇合理;濃硫酸催化制乙烯需要控制反應(yīng)溫度為170℃,需要利用溫度計(jì)測(cè)量反應(yīng)體系的溫度,用蒸餾燒瓶作反應(yīng)容器,C選項(xiàng)裝置選擇合理;酸堿滴定法測(cè)定NaOH溶液濃度是用已知濃度的酸液滴定未知濃度的堿液,酸液盛裝在酸式滴定管中,用錐形瓶盛裝NaOH溶液,D選項(xiàng)裝置選擇合理。2.(2021·湖北卷,7)某興趣小組為制備1-氯-2-甲基丙烷(沸點(diǎn)69℃),將2-甲基-1-丙醇和POCl3溶于CH2Cl2中,加熱回流(伴有HCl氣體產(chǎn)生)。反應(yīng)完全后倒入冰水中分解殘余的POCl3,分液收集CH2Cl2層,無水MgSO4干燥,過濾、蒸餾后得到目標(biāo)產(chǎn)物。上述過程中涉及的裝置或操作錯(cuò)誤的是(夾持及加熱裝置略)(

)√解析:將2-甲基-1-丙醇和POCl3溶于盛在三口燒瓶中的CH2Cl2中,攪拌、加熱回流(反應(yīng)裝置中的球形冷凝管用于回流),制備產(chǎn)物,A項(xiàng)正確;產(chǎn)生的HCl可用NaOH溶液吸收,但要防止倒吸,導(dǎo)氣管不能直接插入NaOH溶液中,B項(xiàng)錯(cuò)誤;分液收集CH2Cl2層需用到分液漏斗,振搖時(shí)需將分液漏斗倒轉(zhuǎn)過來,C項(xiàng)正確;蒸餾時(shí)需要用溫度計(jì)控制溫度,冷凝水從下口進(jìn)、上口出,D項(xiàng)正確。1.(2023·重慶南開中學(xué)階段練)實(shí)驗(yàn)室利用環(huán)己酮和乙二醇反應(yīng)可以制備環(huán)己酮縮乙二醇,反應(yīng)原理及實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示:√√2.(2023·山東濰坊模擬預(yù)測(cè))實(shí)驗(yàn)室初步分離苯甲酸乙酯、苯甲酸和環(huán)己烷的流程如圖:已知:苯甲酸乙酯的沸點(diǎn)為212.6℃,“乙醚-環(huán)己烷-水共沸物”的沸點(diǎn)為62.1℃。下列說法錯(cuò)誤的是(

)A.操作a和操作b不同B.操作c為重結(jié)晶提純C.無水MgSO4和飽和碳酸鈉溶液的作用相同D.由該流程可以說明苯甲酸和苯甲酸鈉在水中的溶解度差別很大√解析:加入飽和Na2CO3溶液可降低酯的溶解度同時(shí)與苯甲酸反應(yīng)產(chǎn)生可溶于水的苯甲酸鈉,液體分層,分離方法為分液。共沸物和苯甲酸乙酯的沸點(diǎn)相差大,可利用沸點(diǎn)不同進(jìn)行蒸餾分離。萃取液中加入H2SO4溶液產(chǎn)生苯甲酸,其在水中的溶解度較低,利用過濾獲得苯甲酸晶體。有機(jī)相和水相分層,分離方法為分液(操作a),而分離互溶的有機(jī)物,應(yīng)選擇蒸餾(操作b),A項(xiàng)正確;苯甲酸粗品為含雜質(zhì)的固體,可選擇重結(jié)晶提純(操作c),B項(xiàng)正確;無水MgSO4的作用為干燥有機(jī)物,而飽和Na2CO3溶液的作用為降低酯在水中的溶解度同時(shí)與苯甲酸反應(yīng)生成苯甲酸鈉,C項(xiàng)錯(cuò)誤;苯甲酸鈉可溶于水中形成溶液,而苯甲酸在水中析出了晶體,可見兩者溶解性差異很大,D項(xiàng)正確。操作步驟如下:ⅰ.向儀器A內(nèi)加入環(huán)己醇、冰醋酸,逐滴加入NaClO溶液,30℃條件下反應(yīng)30min后冷卻。ⅱ.向儀器A內(nèi)加入適量飽和NaHSO3溶液,用NaOH溶液調(diào)節(jié)溶液顯中性后加入飽和NaCl溶液,然后經(jīng)分液、干燥、蒸餾得到環(huán)己酮。下列敘述錯(cuò)誤的是(

)A.飽和NaCl溶液可促進(jìn)有機(jī)相和無機(jī)相分層B.飽和NaHSO3溶液的主要作用是除去CH3COOHC.冰醋酸既作為溶劑,同時(shí)可增強(qiáng)NaClO溶液的氧化性D.若NaClO溶液滴加過快,儀器A中會(huì)產(chǎn)生少量黃綠色氣體√解析:飽和氯化鈉溶液可促進(jìn)有機(jī)相和無機(jī)相分層,A正確;飽和亞硫酸氫鈉溶液的主要作用是除去未反應(yīng)的NaClO,B錯(cuò)誤;冰醋酸為有機(jī)溶劑,同時(shí)可增強(qiáng)NaClO溶液的氧化性,是由于次氯酸根離子在酸性條件下氧化性增強(qiáng),C正確;若NaClO溶液滴加過快,酸性條件下與其氯化鈉溶液反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生氯氣,故三頸燒瓶中會(huì)產(chǎn)生少量黃綠色氣體,D正確。4.(2023·山東煙臺(tái)二模)實(shí)驗(yàn)室以甲苯和Mn2O3為原料制備苯甲醛的主要流程如圖。下列說法錯(cuò)誤的是(

)A.“氧化”反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為2∶1B.“氧化”時(shí)間過長(zhǎng),部分苯甲醛會(huì)轉(zhuǎn)化為苯甲酸C.分液時(shí),上層液體從分液漏斗上口倒出D.蒸餾時(shí),溫度計(jì)水銀球應(yīng)插入液面以下解析:由題給流程可知,甲苯與三氧化二錳、稀硫酸反應(yīng)生成苯甲醛,分液得到含有硫酸錳的水相和含有苯甲醛的有機(jī)相;有機(jī)相經(jīng)蒸餾得到甲苯和苯甲醛。由分析可知,“氧化”發(fā)生的反應(yīng)為甲苯與三氧化二錳、稀硫酸反應(yīng)生成苯甲醛,由得失電子數(shù)目守恒可知,反應(yīng)中氧化劑三氧化二錳與還原劑甲苯的物質(zhì)的量之比為2∶1,故A正確;苯甲醛具有還原性,可被氧化為苯甲酸,所以若“氧化”時(shí)間過長(zhǎng),部分苯甲醛會(huì)轉(zhuǎn)化為苯甲酸,故B正確;分液時(shí),下層液體應(yīng)從分液漏斗下口放出,上層液體從分液漏斗上口倒出,故C正確;蒸餾時(shí),溫度計(jì)水銀球應(yīng)放在蒸餾燒瓶的支管口處,不能插入液面以下,故D錯(cuò)誤。(2023·遼寧卷,17)2-噻吩乙醇(Mr=128)是抗血栓藥物氯吡格雷的重要中間體,其制備方法如下:類型2有機(jī)物制備綜合實(shí)驗(yàn)題Ⅰ.制鈉砂。向燒瓶中加入300mL液體A和4.60g金屬鈉,加熱至鈉熔化后,蓋緊塞子,振蕩至大量微小鈉珠出現(xiàn)。Ⅱ.制噻吩鈉。降溫至10℃,加入25mL噻吩,反應(yīng)至鈉砂消失。Ⅲ.制噻吩乙醇鈉。降溫至-10℃,加入稍過量的環(huán)氧乙烷的四氫呋喃溶液,反應(yīng)30min。Ⅳ.水解?；謴?fù)室溫,加入70mL水,攪拌30min;加鹽酸調(diào)pH至4～6,繼續(xù)反應(yīng)2h,分液;用水洗滌有機(jī)相,二次分液。Ⅴ.分離。向有機(jī)相中加入無水MgSO4,靜置,過濾。對(duì)濾液進(jìn)行蒸餾,蒸出四氫呋喃、噻吩和液體A后,得到產(chǎn)品17.92g?；卮鹣铝袉栴}:(1)步驟Ⅰ中液體A可以選擇

。

a.乙醇 b.水 c.甲苯 d.液氨c解析:(1)步驟Ⅰ制鈉砂過程中,液體A不能和Na反應(yīng),而乙醇、水和液氨都能和金屬Na反應(yīng),故選c。可以形成分子間氫鍵,氫鍵可以使熔、沸點(diǎn)升高(3)步驟Ⅱ的化學(xué)方程式為

。(4)步驟Ⅲ中反應(yīng)放熱,為防止溫度過高引發(fā)副反應(yīng),加入環(huán)氧乙烷溶液的方法是

。

少量多次地滴加環(huán)氧乙烷溶液,解析:(4)步驟Ⅲ中反應(yīng)放熱,為防止溫度過高引發(fā)副反應(yīng),加入環(huán)氧乙烷溶液的方法是少量多次地滴加環(huán)氧乙烷溶液,并邊加邊攪拌。并邊加邊攪拌(5)步驟Ⅳ中用鹽酸調(diào)節(jié)pH的目的是

。

將NaOH中和,使平衡正向移動(dòng),增大反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率解析:(5)2-噻吩乙醇鈉水解生成2-噻吩乙醇的過程中有NaOH生成,用鹽酸調(diào)節(jié)pH的目的是將NaOH中和,使平衡正向移動(dòng),增大反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。(6)下列儀器在步驟Ⅴ中無需使用的是

(填名稱);無水MgSO4的作用為

。

球形冷凝管和分液漏斗除去水解析:(6)步驟Ⅴ中的操作有過濾、蒸餾,蒸餾的過程中需要直形冷凝管,不能用球形冷凝管,無需使用的是球形冷凝管和分液漏斗;向有機(jī)相中加入無水MgSO4的作用是除去水。(7)產(chǎn)品的產(chǎn)率為

(用Na計(jì)算,精確至0.1%)。

70.0%1.(2023·天津河西統(tǒng)考二模)環(huán)己烯是重要的化工原料。其實(shí)驗(yàn)室制備流程如圖:回答下列問題:Ⅰ.環(huán)己烯的制備與提純(1)檢驗(yàn)原料環(huán)己醇中是否含有苯酚雜質(zhì),所需試劑與現(xiàn)象分別為

、

。

解析:Ⅰ.(1)苯酚遇到FeCl3溶液顯紫色,而環(huán)己醇和FeCl3溶液不反應(yīng)。FeCl3溶液溶液顯紫色(2)操作1的裝置如圖所示(加熱和夾持裝置已略去)。①儀器B的作用為

。

解析:(2)①儀器B的作用為冷卻環(huán)己醇蒸氣,回流環(huán)己醇,減少環(huán)己醇蒸出。減少環(huán)己醇蒸出②燒瓶A中反應(yīng)為可逆反應(yīng),寫出其中反應(yīng)的化學(xué)方程式:

。

③A中反應(yīng)催化劑不選用濃硫酸的原因是

。

解析:③A中反應(yīng)催化劑不能用濃硫酸,因?yàn)闈饬蛩嵋资乖咸蓟a(chǎn)生有毒氣體SO2,且不利溫度控制,易生成醚類副產(chǎn)品。濃硫酸易使原料碳化并產(chǎn)生有毒氣體SO2,且不利溫度控制,易生成醚類副產(chǎn)品(3)操作2分離方法名稱是

。

解析:(3)分離互不相溶的液體采用分液,故操作2分離方法名稱是分液。分液(4)完善操作3的步驟:①安裝蒸餾裝置;②加入待蒸餾的物質(zhì)和沸石;③

;

④加熱;⑤棄去前餾分;⑥

;

⑦停止加熱;⑧停止通冷凝水。解析:(4)操作步驟為①安裝蒸餾裝置;②加入待蒸餾的物質(zhì)和沸石;③通冷凝水;④加熱;⑤棄去前餾分;⑥收集83℃的餾分;⑦停止加熱;⑧停止通冷凝水。通冷凝水收集83℃的餾分解析:Ⅱ.(5)①淀粉溶液遇到I2變藍(lán),故滴定所用指示劑為淀粉溶液。淀粉溶液②樣品中環(huán)己烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

(用含x、y、c、V的代數(shù)式表示)。操作步驟:①向250mL的三口燒瓶中依次加入2.0550g對(duì)硝基甲苯、6.0gK2Cr2O7粉末及15mL水,在攪拌下滴入10mL濃硫酸(過量),并用冷水冷卻;②加熱回流0.5h;③待反應(yīng)物冷卻后,攪拌下加入40mL冰水,析出沉淀,抽濾;④將③所得固體放入20mL5%硫酸溶液中,沸水浴上加熱10min,冷卻后抽濾并洗滌;⑤將④所得固體溶于10mL5%NaOH溶液中,50℃溫?zé)岷蟪闉V,在濾液中加入1g活性炭,煮沸,趁熱抽濾;⑥充分?jǐn)嚢柘聦ⅱ菟脼V液慢慢加入盛有60mL15%硫酸溶液的燒杯中,經(jīng)“一系列操作”得產(chǎn)品,稱重為2.0g。部分物質(zhì)的用量及物理常數(shù)如下表:藥品名稱顏色狀態(tài)相對(duì)分子質(zhì)量熔點(diǎn)/℃沸點(diǎn)/℃水溶解性對(duì)硝基甲苯淡黃色晶體13751.3237.7不溶重鉻酸鉀橘紅色結(jié)晶體粉末294398500易溶對(duì)硝基苯甲酸黃白色晶體167242難溶回答下列問題:(1)配平化學(xué)方程式:1141151(2)儀器a的名稱為

,操作②中,儀器a上可能會(huì)有淡黃色晶體析出,該晶體的主要成分為

(填化學(xué)名稱),析出的原因是