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有机化学实验专题 1.正丁醛是一种化工原料。某实验小组利用如下装置合成正丁醛。发生的反应如下：CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CHO反应物和产物的相关数据列表如下：实验步骤如下：将6.0 g Na2Cr2O7放入100 mL烧杯中，加30 mL水溶解，再缓慢加入5 mL浓硫酸，将所得溶液小心转移到B中。在A中加入4.0 g正丁醇和几粒沸石，加热。当有蒸汽出现时，开始滴加B中溶液。滴加过程中保持反应温度为9095，在E中收集90以下的馏分。将馏出物倒入分液漏斗中，分去水层，有机层干燥后蒸馏，收集7577馏分，产量2.0 g。回答下列问题：(1)实验中，能否将Na2Cr2O7溶液加到浓硫酸中，说明理由_。(2)加入沸石的作用是_。若加热后发现未加沸石，应采取的正确方法是_。(3)上述装置图中，B仪器的名称是_，D仪器的名称是_。(4)分液漏斗使用前必须进行的操作是_(填正确答案标号)。A润湿 B干燥 C检漏 D标定(5)将正丁醛粗产品置于分液漏斗中分水时，水在_层(填“上”或“下”)。(6)反应温度应保持在9095，其原因是_。(7)本实验中，正丁醛的产率为_%。2.醇脱水是合成烯烃的常用方法，实验室合成环己烯的反应和实验装置如下：可能用到的有关数据如下：合成反应：在a中加入20 g环己醇和2小片碎瓷片，冷却搅动下慢慢加入1 mL浓硫酸。B中通入冷却水后，开始缓慢加热a，控制馏出物的温度不超过90。分离提纯：反应粗产物倒入分液漏斗中分别用少量5%碳酸钠溶液和水洗涤，分离后加入无水氯化钙颗粒，静置一段时间后弃去氯化钙。最终通过蒸馏得到纯净环己烯10 g。回答下列问题：(1)装置b的名称是 。(2)加入碎瓷片的作用是 ；如果加热一段时间后发现忘记加瓷片，应该采取的正确操作时 _(填正确答案标号)。A立即补加 B冷却后补加 C不需补加 D重新配料(3)本实验中最容易产生的副产物的结构简式为 。(4)分液漏斗在使用前须清洗干净并 ；在本实验分离过程中，产物应该从分液漏斗的 (填“上口倒出”或“下口放出”)。(5)分离提纯过程中加入无水氯化钙的目的是 。(6)在环己烯粗产物蒸馏过程中，不可能用到的仪器有 (填正确答案标号)。A圆底烧瓶 B温度计 C吸滤瓶 D球形冷凝管 E接收器(7)本实验所得到的环己烯产率是 (填正确答案标号)。A41% B50% C61% D70%3.实验室制备苯乙酮的化学方程式为：制备过程中还有等副反应。主要实验装置和步骤如下：(I)合成：在三颈瓶中加入20 g无水AlCl3和30 mL无水苯。为避免反应液升温过快，边搅拌边慢慢滴加6 mL乙酸酐和10 mL无水苯的混合液，控制滴加速率，使反应液缓缓回流。滴加完毕后加热回流1小时。()分离与提纯：边搅拌边慢慢滴加一定量浓盐酸与冰水混合液，分离得到有机层水层用苯萃取，分液将所得有机层合并，洗涤、干燥、蒸去苯，得到苯乙酮粗产品蒸馏粗产品得到苯乙酮。回答下列问题：(1)仪器a的名称：_；装置b的作用：_。(2)合成过程中要求无水操作，理由是_。(3)若将乙酸酐和苯的混合液一次性倒入三颈瓶，可能导致_。A反应太剧烈 B液体太多搅不动 C反应变缓慢 D副产物增多(4)分离和提纯操作的目的是_。该操作中是否可改用乙醇萃取？_(填“是”或“否”)，原因是_。(5)分液漏斗使用前须_并洗净备用。萃取时，先后加入待萃取液和萃取剂，经振摇_后，将分液漏斗置于铁架台的铁圈上静置片刻，分层。分离上下层液体时，应先_，然后打开活塞放出下层液体，上层液体从上口倒出。(6)粗产品蒸馏提纯时，下来装置中温度计位置正确的是_，可能会导致收集到的产品中混有低沸点杂质的装置是_。4.实验室制备1，2-二溴乙烷的反应原理如下：可能存在的主要副反应有：乙醇在浓硫酸的存在下在l40脱水生成乙醚。用少量的溴和足量的乙醇制备1,2二溴乙烷的装置如图所示：有关数据列表如下：回答下列问题：(1)在此制备实验中，要尽可能迅速地把反应温度提高到170左右，其最主要目的是 。(填正确选项前的字母)a引发反应 b加快反应速度 c防止乙醇挥发 d减少副产物乙醚生成(2)在装置C中应加入 ，其目的是吸收反应中可能生成的酸性气体。(填正确选项前的字母)a水 b浓硫酸 c氢氧化钠溶液 d饱和碳酸氢钠溶液 (3)判断该制各反应已经结束的最简单方法是_。(4)将1，2-二溴乙烷粗产品置于分液漏斗中加水，振荡后静置，产物应在 层(填“上”、“下”)。(5)若产物中有少量未反应的Br2，最好用 洗涤除去。(填正确选项前的字母) a水 b氢氧化钠溶液 c碘化钠溶液 d乙醇(6)若产物中有少量副产物乙醚，可用 的方法除去。(7)反应过程中应用冷水冷却装置D，其主要目的是 ；但又不能过度冷却(如用冰水)，其原因是 。5.溴苯是一种化工原料，实验室合成溴苯的装置示意图及有关数据如下：按以下合成步骤回答问题：(1)在a中加入15 mL无水苯和少量铁屑，在b中小心加入4.0 mL 液态溴，向a中滴入几滴溴，有白雾产生，是因为生成了 气体，继续滴加至液溴滴完，装置d的作用是 。(2)液溴滴完后，经过下列步骤分离提纯：向a中加入10 mL水，然后过滤除去未反应的铁屑。滤液依次用10 mL水、8 mL 10的NaOH溶液、10 mL水洗涤，NaOH溶液洗涤的作用是 。向分出的粗溴苯中加入少量的无水氯化钙，静置、过滤，加入氯化钙的目的是 。(3)经过上述分离操作后，粗溴苯中还含有的主要杂质为 ，要进一步提纯，下列操作中必须的是 _(填入正确选项前的字母)。A重结晶 B过滤 C蒸馏 D萃取(4)在该实验中，a的容积最适合的是 (填入正确选项前的字母)：A25 mL B50 mL C250 mL D500 mL6.草酸是一种重要的化工产品。实验室用硝酸氧化淀粉水解液制备草酸的装置如图所示(加热、搅拌和仪器固定装置均已略去)实验过程如下：将一定量的淀粉水解液加入三颈瓶中控制反应液温度在5560条件下，边搅拌边缓慢滴加一定量含有适量催化剂的混酸(65%HNO3与98%H2SO4的质量比为2：1.5)溶液反应3 h左右，冷却，抽滤后再重结晶得草酸晶体硝酸氧化淀粉水解液过程中可发生下列反应：C6H12O612HNO33H2C2O49NO23NO9H2OC6H12O68HNO36CO28NO10H2O3H2C2O42HNO36CO22NO4H2O(1)检验淀粉是否水解完全所需用的试剂为 。(2)实验中若混酸滴加过快，将导致草酸产率下降，其原因是 。(3)装置C用于尾气吸收，当尾气中n(NO2)：n(NO)1：1时，过量的NaOH溶液能将NOx全部吸收，原因是 (用化学方程式表示)(4)与用NaOH溶液吸收尾气相比较，若用淀粉水解液吸收尾气，其优、缺点是 。(5)草酸重结晶的减压过滤操作中，除烧杯、玻璃棒外，还必须使用属于硅酸盐材料的仪器有 。7.二苯基乙二酮常用作医药中间体及紫外线固化剂，可由二苯基羟乙酮氧化制得，反应的化学方程式及装置图(部分装置省略)如下：2FeCl32FeCl22HCl在反应装置中，加入原料及溶剂，搅拌下加热回流。反应结束后加热煮沸，冷却后即有二苯基乙二酮粗产品析出，用70乙醇水溶液重结晶提纯。重结晶过程：加热溶解活性炭脱色趁热过滤冷却结晶抽滤洗涤干燥。请回答下列问题：(1)写出装置图中玻璃仪器的名称：a_，b_。(2)趁热过滤后，滤液冷却结晶。一般情况下，下列哪些因素有利于得到较大的晶体：_。A缓慢冷却溶液 B溶液浓度较高C溶质溶解度较小 D缓慢蒸发溶剂如果溶液中发生过饱和现象，可采用_等方法促进晶体析出。(3)抽滤所用的滤纸应略_(填“大于”或“小于”)布氏漏斗内径，将全部小孔盖住。烧杯中的二苯基乙二酮晶体转入布氏漏斗时，杯壁上往往还粘有少量晶体，需选用液体将杯壁上的晶体冲洗下来后转入布氏漏斗，下列液体最合适的是_。A无水乙醇 B饱和NaCl溶液 C70乙醇水溶液 D滤液(4)上述重结晶过程中的哪一步操作除去了不溶性杂质：_。(5)某同学采用薄层色谱(原理和操作与纸层析类同)跟踪反应进程，分别在反应开始、回流15 min、30 min、45 min和60 min时，用毛细管取样、点样、薄层色谱展开后的斑点如图所示。该实验条件下比较合适的回流时间是_。A15 min B30 min C45 min D60 min8.乙酸异戊酯是组成蜜蜂信息素的成分之一，具有香蕉的香味。实验室制备乙酸异戊酯的反应、装置示意图和有关数据如下：实验步骤：在A中加入4.4 g异戊醇、6.0 g乙酸、数滴浓硫酸和23片碎瓷片。开始缓慢加热A，回流50 min。反应液冷至室温后倒入分液漏斗中，分别用少量水、饱和碳酸氢钠溶液和水洗涤；分出的产物加入少量无水MgSO4固体，静置片刻，过滤除去MgSO4固体，进行蒸馏纯化，收集140143 馏分，得乙酸异戊酯3.9 g。回答下列问题：(1)仪器B的名称是_；(2)在洗涤操作中，第一次水洗的主要目的是_，第二次水洗的主要目的是_；(3)在洗涤、分液操作中，应充分振荡，然后静置，待分层后_(填标号)；a直接将乙酸异戊酯从分液漏斗的上口倒出b直接将乙酸异戊酯从分液漏斗的下口放出c先将水层从分液漏斗的下口放出，再将乙酸异戊酯从下口放出d先将水层从分液漏斗的下口放出，再将乙酸异戊酯从上口倒出(4)本实验中加入过量乙酸的目的是_；(5)实验中加入少量无水MgSO4的目的是_；(6)在蒸馏操作中，仪器选择及安装都正确的是_(填标号)； ab. cd.(7)本实验的产率是_(填标号)；a30% b40% c60% d90%(8)在进行蒸馏操作时，若从130 便开始收集馏分，会使实验的产率偏_(填“高”或“低”)，其原因是_。9.实验室以苯甲醛为原料制备间溴苯甲醛(实验装置见下图，相关物质的沸点见附表)。其实验步骤为附表相关物质的沸点(101kPa) 步骤1：将三颈瓶中的一定配比的无水AlCl3、1,2二氯乙烷和苯甲醛充分混合后，升温至60，缓慢滴加经浓H2SO4干燥过的液溴，保温反应一段时间，冷却。步骤2：将反应混合物缓慢加入一定量的稀盐酸中，搅拌、静置、分液。有机相用10%NaHCO3溶液洗涤。步骤3：经洗涤的有机相加入适量无水MgSO4固体，放置一段时间后过滤。步骤4：减压蒸馏有机相，收集相应馏分。(1)实验装置中冷凝管的主要作用是_，锥形瓶中的溶液应为_。(2)步骤1所加入的物质中，有一种物质是催化剂，其化学式为_。(3)步骤2中用10%NaHCO3溶液洗涤有机相，是为了除去溶于有机相的_(填化学式)。(4)步骤3中加入无水MgSO4固体的作用是_。(5)步骤4中采用减压蒸馏技术，是为了防止_。10.3,5二甲氧基苯酚是重要的有机合成中间体，可用于天然物质白柠檬素的合成。一种以间苯三酚为原料的合成反应如下：HOOHOH2CH3OHH3COOHOCH32H2O甲醇、乙醚和3,5二甲氧基苯酚的部分物理性质见下表：(1)反应结束后，先分离出甲醇，再加入乙醚进行萃取。分离出甲醇的操作是_。萃取用到的分液漏斗使用前需_并洗净，分液时有机层在分液漏斗的_(填“上”或“下”)层。(2)分离得到的有机层依次用饱和NaHCO3溶液、饱和食盐水、少量蒸馏水进行洗涤。用饱和NaHCO3溶液洗涤的目的是_；用饱和食盐水洗涤的目的是_。(3)洗涤完成后，通过以下操作分离、提纯产物，正确的操作顺序是_(填字母)。a蒸馏除去乙醚 b重结晶 c过滤除去干燥剂 d加入无水CaCl2干燥(4)固液分离常采用减压过滤。为了防止倒吸，减压过滤完成后应先_，再_。 答案解析1.【答案】(1)不能，浓硫酸溶于水会放出大量热，易造成迸溅(2)防止暴沸 冷却后补加(3)滴液漏斗 直形冷凝管(4)C(5)下(6)既可保证正丁醛及时蒸出，又可尽量避免其被进一步氧化，同时避免正丁醇蒸出(7)51【解析】(1)浓H2SO4溶于水时放出大量热，不能将水或溶液加入浓硫酸中，否则会迸溅；(2)加热纯净液体时易发生暴沸，加入沸石(碎瓷片)，防止暴沸；(3)注意直形冷凝管与球形冷凝管的区别，球形冷凝管不用于蒸馏；(4)分液漏斗有玻璃活塞，使用前必须检漏；(5)正丁醛的密度比水小，水在下层；(6)回答本题，要根据实验目的和所制物质的性质阐述，温度过低不利于正丁醛的蒸出和生成，温度过高正丁醛易被氧化，同时正丁醇也可能蒸出，使产率降低；(7)产率100%，必须用方程式计算理论产量：CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CHO74724 gm(理论)m(理论)4 g3.9 g，代入公式计算出产率为51%。2.【答案】(1)直形冷凝管(2)防止暴沸 B(3) (4)检漏 上口倒出(5)干燥(或除水除醇)(6)CD(7)C【解析】(1) 装置b的名称是直形冷凝管；(2)加热纯净液体时易发生暴沸，加入沸石，能防止暴沸；(3)醇在浓H2SO4加热条件下能发生分子间脱水，方程式如下：；(4)分液时，上层液体从上口倒出，下层液体从下口倒出；(5)分离提纯过程中加入无水氯化钙的目的是干燥；(6)球形冷凝管一般用于冷凝回流反应物，蒸馏的冷凝管是倾斜安装的，若使用球形冷凝管倾斜放置，会形成多个积液区域；吸滤瓶主要用于减压过滤(抽滤装置)；(7) m( 环己烯)20 g16.4 g，产率100%61%。3.【答案】(1)干燥管 吸收HCl气体(2)防止三氯化铝和乙酸酐水解；(3)AD(4)把溶解在水中的苯乙酮提取出来以减少损失 否，乙醇与水混溶(5)检漏 放气 打开上口玻璃塞(6)C AB【解析】(1)仪器a为干燥管，装置b的作用是吸收反应过程中所产生的HCl气体；(2)由于三氯化铝与乙酸酐极易水解，所以要求合成过程中应该无水操作；(3)若将乙酸酐和苯的混合液一次性倒入三瓶颈，可能会导致反应太剧烈，反应液升温过快导致更多的副产物；(4)水层用苯萃取并分液的目的是把溶解在水中的苯乙酮提取出来以减少损失，由于乙醇能与水混溶不分层，所以不能用酒精代替苯进行萃取操作；(5)分液漏斗使用前需进行检漏，振摇后分液漏斗中气压增大，要不断打开活塞进行放气操作，放下层液体时，应该先打开上口玻璃塞(或使塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔)，然后打开下面的活塞；(6)粗产品蒸馏提纯时，温度计的水银球要放在蒸馏烧瓶支管口处，漏斗装置中的温度计位置正确的是C项，若温度计水银球放在支管口以下位置，会导致收集的产品中混有低沸点杂质；若温度计水银球放在支管口以上位置，会导致收集的产品中混有高沸点杂质。4.【答案】(1)d (2)c (3)溴的颜色完全褪去 (4)下 (5)b (6)蒸馏 (7)避免溴大量挥发 产品1,2二溴乙烷的熔点(凝固点)低，过度冷却会凝固而堵塞导管【解析】(1)乙醇在浓硫酸的存在下在l40脱水生成乙醚，迅速把反应温度提高到170左右的原因是减少副产物乙醚生成；(2)因装置C的“目的是吸收反应中可能生成的酸性气体”，则选氢氧化钠溶液；(3)是用“少量的溴和足量的乙醇制备1,2二溴乙烷”，反应结束时溴已经反应完，明显的现象是溴的颜色褪尽；(4)由表中数据可知，1,2二溴乙烷的密度大于水，因而在下层；(5) Br2能与氢氧化钠溶液反应，用氢氧化钠溶液洗涤；虽然Br2也能与碘化钠溶液反应，但生成的I2也溶于1,2二溴乙烷；(6)根据表中数据，乙醚沸点低，可通过蒸馏除去(不能用蒸发，乙醚不能散发到空气中)；(7)溴易挥发，冷水可减少挥发。但如果用冰水冷却会使产品凝固而堵塞导管。5.【答案】(1)HBr 吸收HBr和Br2 (2)除去HBr和未反应的Br2 干燥 (3)苯 C (4)B【解析】(1)苯与液溴反应生成HBr，HBr极易溶于水呈白雾；液溴易挥发，而苯的卤代反应是放热的，尾气中有HBr及挥发出的Br2，用氢氧化钠溶液吸收，防止污染大气；(2)溴苯提纯的方法是：先水洗，把可溶物溶解在水中，然后过滤除去未反应的铁屑，再加NaOH溶液，把未反应的Br2变成NaBr和NaBrO洗到水中然后再加干燥剂无水氯化钙吸水； (3)反应后得到的溴苯中溶有少量未反应的苯，利用沸点不同，分离溴苯与苯；(4)操作过程中，在a中加入15 mL无水苯，后又向a中加入10 mL水，在b中小心加入4.0 mL液态溴，所以a的容积最适合的是50mL。6.【答案】(1) 碘水或KI-I2 溶液(2)由于温度过高、硝酸浓度过大，导致C6H12O6 和H2C2O4进一步被氧化(3)NO2NO2NaOH2NaNO2H2O(4)优点：提高HNO3利用率 缺点：NOx吸收不完全(5)布氏漏斗、吸漏瓶【解析】(1)淀粉遇碘变蓝色，在已经水解的淀粉溶液中滴加几滴碘液，溶液显蓝色，则证明淀粉没有完全水解；溶液若不显色，则证明淀粉完全水解；(2)混酸为65%HNO3与98%H2SO4的混合液，混合液溶于水放热，温度高能加快化学反应，硝酸能进一步氧化H2C2O4成二氧化碳；(3)根据N元素的化合价可知应生成NaNO2，反应的方程式为NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O； (4)尾气为一氧化氮和二氧化氮，用碱吸收，它们将转变为亚硝酸钠完全吸收，如果用淀粉水解液吸收，葡萄糖能继续被硝酸氧化，但NOx吸收不完全；(5)减压过滤与常压过滤相比，优点：可加快过滤速度，并能得到较干燥的沉淀；装置特点：布氏漏斗颈的斜口要远离且面向吸滤瓶的抽气嘴，并且安全瓶中的导气管是短进长出。 7.【答案】(1)三颈瓶 球形冷凝器(或冷凝管) (2)AD 用玻璃棒摩擦容器内壁 加入晶种 (3)小于 D (4)趁热过滤 (5)C【解析】(1)仪器分别为三颈瓶，球形冷凝器(或冷凝管)；(2)溶液浓度越高，溶质溶解度越小，蒸发或冷却越快，结晶越小；过饱和主要是缺乏晶种，用玻璃棒摩擦，加入晶体或将容器进一步冷却能解决；(3)所用的滤纸应略小于布氏漏斗内径，用滤液(即饱和溶液)洗涤容器能减少产品的溶解损失；(4)趁热过滤除不溶物，冷却结晶，抽滤除可溶杂质；(5)对照反应开始斑点，下面斑点为反应物，上面为生成物，45 min反应物基本无剩余。8.【答案】(1)球形冷凝管(2)洗掉大部分硫酸和醋酸 洗掉碳酸氢钠(3)d(4)提高醇的转化率(5)干燥(6)b(7)c(8)高 会收集少量未反应的异戊醇【解析】(1)仪器B的名称是球形冷凝管；(2)第一次水洗是除去作催化剂的硫酸和过量的醋酸，然后用饱和NaHCO3溶液进一步除去少量乙酸，第二次水洗是为了除去过量饱和NaHCO3溶液；(3)洗涤、分液后有机层在上面，水层在下面，需将水层从分液漏斗下口放出，再将有机层从分液漏斗上口倒出，d项正确；(4)题中所给反应为可逆反应，加入过量的乙酸，能提高异戊醇的转化率和提高乙酸异戊酯的产率；(5)加少量的无水MgSO4能除去有机层中的少量水，起到干燥作用；(6)蒸馏时温度计水银球末端需和蒸馏烧瓶支管口在同一高度，即b正确；(7)根据题中数据可求出乙酸异戊酯的理论产量为6.5 g，而实际生成乙酸异戊酯3.9 g，其产率为100%60%；(8)若从130 开始收集馏分，收集得到乙酸异戊酯和少量未反应的异戊醇，使测得实验产率偏高。9.【答案】(1)冷凝回流NaOH(2)AlCl3(3)Br2、HCl(4)除去有机相的水(5)间溴苯甲醛被氧化【解析】(1)冷凝管的主要作用是冷凝回流，防止反应物逸出，提高原料的利用率。由于液溴易挥发且溴蒸气有毒，不能直接排入空气，需要用NaOH等强碱溶液吸收尾气。(2)苯甲醛与溴单质是在AlCl3的催化作用下发生取代反应生成间溴苯甲醛。(3)NaHCO3可以与Br2及盐酸反应，所以用NaHCO3溶液是为了除去没有反应的Br2和HCl。(4)洗涤后的有机相中含有少量的水，加入无水MgSO4的作用是作干燥剂除去有机相的水，吸水生成MgSO4晶体。(5)减压蒸馏是为了降低蒸馏的温度，防止间溴苯甲醛被氧化。10.【答案】(1)蒸馏 检查是否漏水 上(2)除去HCl 除去少量NaHCO3且减少产物损失(3)dcab(4)拆去连接抽气泵和吸滤瓶的橡皮管 关闭抽气泵【解析】(1)分离互溶的液体混合物根据沸点的差异利用蒸馏的方法进行分离。分液漏斗使用前需要查漏，利用乙醚进行萃取，由于乙醚的密度小于水，有机层在分液漏斗的上层；(2)由于反应使用了氯化氢的甲醇溶液，所以利用NaHCO3除去HCl。用饱和食盐水洗是为了除去少量NaHCO3且减少产物损失；(3)洗涤后是乙醚与3,5二甲氧基苯酚的混合物。先干燥，再蒸馏，最后重结晶；(4)减压过滤结束时应先拆去连接抽气泵和吸滤瓶的橡皮管，再关闭抽气泵。