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有机化学实验背景的实验题

1．溴苯是一种常用的化工原料。实验室制备溴苯的实验步骤如下：

步骤1：在a中加入15 mL苯和少量铁屑，再将b中4.0 mL液溴慢慢加入到a中，充分反应。，有___________(填现象)产生； 将b中的液溴慢慢加入到a中，而不能快速加入的原因是 ，继续滴加液溴滴完。装置d的作用是___________________；
步骤2：向a中加入10 mL水，然后________(填操作名称)除去未反应的铁屑。
步骤3：滤液依次用10 mL水、8 mL 10%的NaOH溶液、10 mL水洗涤，分液得粗溴苯。NaOH溶液洗涤的作用是____________；
步骤4：向分出的粗溴苯中加入少量的无水氯化钙，静置、过滤即得粗产品。加入氯化钙的目的是______________；
已知苯、溴苯的有关物理性质如上表：

苯
溴
溴苯
密度/g·cm－3
0.88
3.10
1.50
沸点/℃
80
59
156
在水中的溶解度
微溶
微溶
微溶

（1）实验装置中，仪器c的名称为___________，作用是冷凝回流，回流的主要物质有 （填化学式）
（2）步骤4得到的粗产品中还含有杂质苯，，则要进一步提纯粗产品，还必须进行的实验操作名称是 。

2．（12分）苯甲酸是一种重要的化工产品，某学习小组设计方案制备苯甲酸。反应原理如下：
C6H5-CH3+2KMnO4C6H5-COOK+KOH+2MnO2↓+H2O
C6H5-COOK+HCl → C6H5-COOH+KCl
已知甲苯的熔点为－95℃，沸点为110.6℃，易挥发，密度为0.866 g·cm－3；苯甲酸的熔点为122.4℃，在25℃和95℃下溶解度分别为0.3 g和6.9 g。
【制备产品】30.0 mL甲苯和25.0 mL 1 mol·L－1高锰酸钾溶液在80℃下反应30 min，装置如图所示：

（1）图中支管的作用是_______________________。
（2）在本实验中，三颈烧瓶最合适的容积是________（填字母）
A．50 mL B．100 mL C．200 mL D．250 mL
【分离产品】他们设计如下流程分离粗产品苯甲酸和回收甲苯：

（3）操作Ⅰ的名称是____；含杂质的产物经操作Ⅱ进一步提纯得无色液体A，则操作Ⅱ的名称是_______。
（4）操作Ⅲ的名称是____。检验B中是否含有Cl－的方法如下：取少量B溶于水，在上层清液中滴加稀硝酸酸化的________溶液，若产生白色沉淀，则B中含有Cl－。
3．已知碳化铝（Al4C3）与水反应生成氢氧化铝和甲烷。为了探究甲烷性质，某同学设计如下两组实验方案；甲方案探究甲烷与氧化剂反应（如图1所示）；乙方案探究甲烷与氯气反应的条件（如图2所示）。

甲实验现象：溴水无颜色变化，澄清石灰水变浑浊，无水硫酸铜变蓝色。乙实验操作过程：通过排饱和食盐水的方法收集两瓶甲烷与氯气（体积比为1∶4）混合气体（I、II），II瓶用预先准备好的黑色纸套套上，I瓶放在光亮处（不要放在日光直射的地方，以免引起爆炸）。按图2安装好装置，并加紧弹簧夹a和b。
（1）写出碳化铝与硫酸反应的化学方程式 。
（2）实验甲中浓硫酸的作用是 ，集气瓶中收集到的气体能否直接排入空气中？ （填“能”或“否”）。
（3）下列对实验甲有关现象与结论的叙述都正确的是（ ）
A．酸性高锰酸钾溶液不褪色，结论是通常条件下，甲烷不能与强氧化剂反应
B．硬质试管里黑色粉末无颜色变化，结论是甲烷不与氧化铜反应
C．硬质试管里黑色粉末变红色，推断氧化铜与甲烷反应只生成水和二氧化碳
D．甲烷不能与溴水反应，推知甲烷不能与卤素单质反应
（4）写出硬质试管里可能发生的化学方程式 ，（按甲烷与氧化铜物质的量之比4：7）
（5）过一段时间，打开图2的a、b弹簧夹，I、II中观察到现象是 。
4．（10分）利用甲烷与氯气发生取代反应的副产品生产盐酸的设想在工业上已成为现实。某化学兴趣小组拟在实验室中模拟上述过程，所设计的装置如下图所示：

（1）A中制取C12反应的化学方程式是_____________________________。
（2）D装置中的石棉上吸附着潮湿的KI粉末，其作用是_________________________。
（3）E装置的作用是______________（填序号）。
A．收集气体 B．吸收氯气 C．吸收氯化氢
（4）E装置中除了有盐酸生成外，还含有有机物，从E中分离出盐酸的最佳方法是______________。
（5）将l mol CH4与C12发生取代，测得4种有机取代物的物质的量相等，则消耗的氯气的物质的量是______________。
5．（13分）实验室制乙烯，常常因为温度过高而使乙醇与浓硫酸反应生成少量的二氧化碳，有人设计下列实验以确认上述混合气体中有乙烯和二氧化硫。

（1）写出实验室制取乙烯的化学方程式________________________________
（2）Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ装置中可盛放的试剂是：(将下列有关试剂的序号填入空格内)
Ⅰ： 、Ⅱ： 、Ⅲ： 、Ⅳ： 。
A、品红溶液 B、NaOH溶液 C、浓硫酸 D、溴水
（3）能说明二氧硫存在的现象是 。
（4）使用装置（Ⅱ）的目的是 。
（5）使用装置（Ⅲ）的目的是 。
（6）确证含乙烯的现象 。
（7）进行下列实验时，都要使用温度计，回答下列问题：
制取乙烯时，温度计水银球部位应放在 。
石油分馏时，温度计水银球部位应放在 。
6．（10分）实验室制取乙烯并检验乙烯性质的装置如下图。请回答有关问题：
（1）烧瓶中除反应物以外，还应放2-3块碎瓷片，目的是 。
（2）烧瓶中产生乙烯的反应方程式为 。
（3）反应开始后，可观察到C和D中共同的现象是 ； C中的反应类型为 反应、D中的反应类型为 反应。
（4）反应结束冷却至室温，处理烧瓶中废液发现，反应液变黑、且有强烈的刺激性气味气体，其原因是 ；10%的NaOH溶液起的作用是 。
7．（12分）（1-5班必做题）实验室制得的乙炔中常混有H2S、PH3等杂质气体。如图是两学生设计的实验装置，用来测定电石样品中CaC2的纯度，右边的反应装置相同而左边的气体发生装置则不同，分别如Ⅰ和Ⅱ所示。

（1）A瓶中的液体可以从酸性KMnO4溶液和CuSO4溶液中选择，应该选择________，它的作用是__。
（2）写出实验室制取乙炔的化学方程式 。
（3）装置Ⅰ的主要缺点是_______________。装置Ⅱ的主要缺点是___________________；
若选用Ⅱ装置来完成实验，则应采取的措施是__________________。
（4）若称取m g 电石，反应完全后，测得B处溴水增重n g，则CaC2的纯度为________。
8．某同学设计了如图1所示的实验装置来粗略地测定电石中碳化钙的质量分数。

图1
（1）烧瓶中发生反应的化学方程式为_______；装置B、C的作用是_______；烧瓶要干燥，放入电石后应塞紧橡皮塞，这是为了_______。
（2）所用电石质量不能太大，否则________；也不能太小，否则________；若容器B的容积为250 mL，则所用电石的质量应在________g左右（从后面数据中选填：0.03，0.60，1.00，1.50，2.00）。
（3）分液漏斗往烧瓶里滴加水的操作方法是________。
（4）实验中测得排入量筒中水的体积为V L、电石的质量为W g。则电石中碳化钙的质量分数是________%（不计算导管中残留的水，气体中饱和的水蒸气等也忽略不计）。

9．下图为实验室制备乙酸乙酯的装置。

已知下列数据：
物质
熔点/℃
沸点/℃
密度/g·cm－3
乙醇
－114
78
0.789
乙酸
16.6
117.9
1.05
乙酸乙酯
－83.6
77.5
0.900
浓H2SO4

338
1.84
（1）写出试管a中主要发生反应的化学方程式 。
（2）导管要插在试管b中饱和Na2CO3溶液的液面以上，原因是： 。
（3）试管b中饱和Na2CO3的作用： 。
（4）开始用小火加热试管a中的混合液，其原因是__ 。
（5）生成乙酸乙酯的反应是可逆反应，反应物不能完全变成生成物，反应一段时间后，就达到了该反应的限度，也即达到化学平衡状态。下列描述能说明乙醇与乙酸的酯化反应已达到化学平衡状态的有 (填序号)。
①单位时间里，生成1mol乙酸乙酯，同时生成1mol水
②单位时间里，生成1mol乙酸乙酯，同时生成1mol乙酸
③单位时间里，消耗1mol乙醇，同时消耗1mol乙酸
④正反应的速率与逆反应的速率相等
⑤混合物中各物质的浓度不再变化
（6）若120 g乙酸和184 g乙醇反应生成106 g 乙酸乙酯，则该反应的产率为________。

10.（15分）乙酸是一种重要的有机原料，在化工生产和生活中有广泛的用途。某小组组装下列装置由乙醇、冰醋酸和浓硫酸为原料制备乙酸乙酯，回答下列问题。
（1）仪器A的名称是 。往仪器A中加入原料的
正确顺序及操作是 。
（2）在仪器A中生成乙酸乙酯的化学反应方程式为
。
（3）欲提高乙酸的转化率，可采取的措施有          、
          等。
（4）目前对该反应的催化剂进行了新的探索，初步表明质
子（H+）液体可用作该反应的催化剂，且能重复使用。
实验数据如下表所示（乙酸和乙醇以等物质的量混合）
同一反应时间
同一反应温度
反应温度/℃
转化率
(%)
选择性(%)*
反应时间/h
转化率(%)
选择性
(%)*
40
77.8
100
2
80.2
100
60
92.3
100
3
87.8
100
80
92.6
100
4
92.3
100
120
94.5
98.7
6
93.0
100
*选择性100%表示反应生成的产物是乙酸乙酯和水
根据表中数据，下列             (填字母)为该反应的最佳条件。
A．120℃，4h     B．80℃，2h    C．60℃，4h   D．40℃，3h
（5）常温下，将20mL 0.10 mol·L－1 CH3COOH溶液和20mL 0.10 mol·L－1HSCN
溶液分别与20mL 0.10 mol·L－1NaHCO3溶液混合，实验测得产生的气体
体积（V）随时间（t）变化的示意图如右图所示，由图分析：
反应初始阶段，两种溶液产生CO2气体的速率存在明显差
异的原因是 ，反应结束后所得两溶液中，c（CH3COO－） c（SCN－）（填“＞”、“＜”或“＝”）。
（6）设计一个简单的实验证明醋酸是弱酸 。
11．某课外活动小组的同学进行探究银氨溶液温度对丙醛的银镜反应生成速率的影响。实验操作步骤简述如下：
1．准备好实验药品； 2．准备好实验仪器； 3．配制银氨溶液；
4．进行银氨溶液温度对丙醛的银镜反应生成速率的影响探究实验。
请回答下列问题：
（1）丙醛发生银镜反应的化学方程式为： 　　　　　 　    。
（2）银镜反应选择的加热方法是         （填下列装置编号）。 

（3）该兴趣小组的同学探究银氨溶液的温度对丙醛的银镜反应生成速率的影响。参照下表格，在实验前拟定好实验记录表格，完整体现实验方案（只列出需记录物理量和单位，不用填写实验数据）：
实验变量
实验序号
银氨溶液的量/mL

1

2

（4）实验完清洗试管内壁附着的银镜方法是：
（5）你认为探究丙醛进行银镜反应的最佳条件，除了测定银镜出现的时间外，还需要比较不同条件下形成的银镜的          。
12．（10分）有机物的反应往往伴随副反应发生，因此需要分离提纯。有一种水果香精的合成步骤如下：
Ⅰ合成：在干燥的圆底烧瓶中加11.5mL(9.3g，0.125mL)正丁醇、7.2mL(7.5g，0.125mol)冰醋酸和3~4滴浓H2SO4，摇匀后，加几粒沸石，再按图1所示装置安装好。在分水器中预先加入5.00mL水，其水面低于分水去回流支管下沿3~5mm，然后用小火加热，反应大约40min。

Ⅱ分离提纯：
①将烧瓶中反应后的混合物冷却后与分水器中的酯层合并，转入分液漏斗，依次用10mL水、10mL10%碳酸钠溶液洗至无酸性(pH=7)，充分震荡后静置，分去水层。
②将酯层倒入小锥形瓶中，加少量无水硫酸镁干燥
③将乙酸正丁酯粗产品转入50mL蒸馏烧瓶中，加几粒沸石进行常压蒸馏，收集产品，主要试剂及产物的物理常数如下：
化合物
正丁醇
冰醋酸
乙酸正丁酯
正丁醚
密度/(g/mL)
0.810
1.049
0.882
0.7689
沸点/℃
117.8
118.1
126.1
143
在水中的溶解性
易溶
易溶
难溶
难溶
制备过程中还可能与的副反应有2CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3+H2O
根据以上信息回答下列问题：（1）合成和分离过程中均使用沸石，其作用________________________。
（2）如图1整个装置可看作由分水器、圆底烧瓶和冷凝管组成，其中冷水应从______(填a或b)管口通入。
（3）在操作步骤②后(即酯层用无水硫酸镁干燥后)，应先_______(填实验操作名称)，然后将乙酸正丁酯粗产品转入蒸馏烧瓶中，如果蒸馏装置如图2所示，则收集到的产品中可能混有______杂质。
（4）步骤③的常压蒸馏，需控制一定的温度，你认为在______中加热比较合适(请从下列选项中选择)。
A．水 B．甘油(沸点290℃) C．沙子 D．石蜡油(沸点200~300℃)
（5）如何根据装置中的实验现象判断该合成反应达到了终点___________________。
（6）反应结束后，若放出的水为6.98mL(水的密度为1g/mL)，则正丁醇的利用率约为__________。
答案第5页，总6页