(通用版)高考化学一轮复习课时分层提升练三十四10.5有机实验(含解析)

　有机实验

一、选择题

1.根据下表有关数据,选择分离乙醇和丙三醇混合液的最佳方法是 (　　)

A.分液  　B.加水萃取  　C.冷却至0 ℃后过滤　  D.蒸馏

【解析】选D。蒸馏法适合分离沸点不同的互溶液体;乙醇和丙三醇是沸点不同的互溶液体,所以用蒸馏法分离。

2.(2019·厦门模拟)已知:浓硫酸易使有机物脱水,如图是用实验室制得的乙烯(C2H5OHCH2CH2↑+H2O)与溴水作用制取1,2-二溴乙烷的部分装置图,根据图示判断下列说法正确的是              (　　)

A.装置①和装置③中都盛有水,其作用相同

B.装置②和装置④中都盛有NaOH溶液,其吸收的杂质相同

C.产物可用分液的方法进行分离,1,2-二溴乙烷应从分液漏斗的上口倒出

D.制备乙烯时温度计水银球位置应在反应液的液面下

【解析】选D。A项,装置①中气体压力过大时,水就会从玻璃管上端溢出,起到缓冲作用;溴易挥发,装置③水的作用是冷凝液溴,可避免溴的大量挥发,水的作用不同;B项,装置②吸收乙烯中混有的SO2、CO2;装置④是吸收逸出的溴蒸气,防止污染空气,吸收的杂质不相同;C项,1,2-二溴乙烷与水不溶,密度比水大,在水的下层,应从分液漏斗的下口放出;D项,制备乙烯时温度计测量溶液的温度,因此温度计水银球位置应在反应液的液面下。

3.(2019·南京模拟)实验室模拟用乙醇和冰醋酸在浓硫酸作用下制取乙酸乙酯,实验装置图如图,下列有关叙述错误的是              (　　)

A.该实验装置没有任何错误

B.混合溶液时,加入乙醇后应先加浓硫酸

C.碎瓷片的作用是防止暴沸

D.长导管具有冷凝的效果

【解析】选A。A项,制取乙酸乙酯试验装置中,导管口不能伸入到饱和碳酸钠溶液液面以下,实验装置有错误;B项,混合溶液时,在试管中加入乙醇后,应向乙醇中加浓硫酸,边加边振荡,冷却后再加入冰醋酸;C项,碎瓷片的作用是防止暴沸;D项,长导管具有冷凝的效果,使乙酸乙酯冷凝分离。

【加固训练】

 (2019·西安模拟)已知:CH3CH2CH2CH2OH→CH3CH2CH2CHO,利用下图装置用正丁醇合成正丁醛。相关数据如下:

下列说法中,不正确的是 (　　)

A.为防止产物进一步氧化,应将酸化的Na2Cr2O7溶液逐滴加入正丁醇中

B.向获得的粗正丁醛中加入少量金属钠,检验其中是否含有正丁醇

C.反应结束,将馏出物倒入分液漏斗中,分去水层,粗正丁醛从分液漏斗上口倒出

D.当温度计1示数为90～95 ℃,温度计2示数在76 ℃左右时,收集产物

【解析】选B。A项,Na2Cr2O7溶在酸性条件下能氧化正丁醇,所以将酸化的Na2Cr2O7溶液逐滴加入正丁醇中;B项,正丁醇能与钠反应,但粗正丁醛中含有水,水也可以与钠反应,所以无法检验粗正丁醛中是否含有正丁醇;C项,正丁醛密度为0.801 7 g·cm-3,小于水的密度,故水层从下口放出,粗正丁醛从分液漏斗上口倒出;D项,由反应物和产物的沸点数据可知,温度计1保持在90～95 ℃,既可保证正丁醛及时蒸出,又可尽量避免其被进一步氧化,温度计2示数在76 ℃左右时,收集产物为正丁醛。

二、非选择题

4.糠酸又称为呋喃甲酸,在食品工业作防腐剂,还可用于合成树脂或医药、香料等的中 间体。以米糠或玉米芯提取

的呋喃甲醛为原料合成糠酸反应如下

几种有机物性质如下:

刚果红试纸pH变色范围:3.0(蓝紫色)～5.0(红色)

呋喃甲酸的实验室制备方法如下:

三颈烧瓶中放入3.28 mL(0.04 mol)新蒸呋喃甲醛,控温8～

12 ℃下滴加4 mL 40% NaOH溶液,并磁力搅拌回流30分钟。向反应混合物滴加蒸馏水(约15 mL)使其恰好澄清,用50 mL乙醚萃取分液,其水溶液用水蒸气蒸馏,弃去馏出物,慢慢滴加2∶1盐酸(水与盐酸体积比)到pH=3,搅拌,析出结晶,抽滤并用少量水洗涤抽干,得精产品1.75 g。

回答以下问题:

(1)三颈烧瓶中反应需要搅拌回流30分钟的原因是 _____________________。 

(2)呋喃甲醛在碱中反应大量放热,实验中需要控温8～12℃,其操作方法为__________。 

(3)50 mL乙醚萃取分液,除去呋喃甲醇的操作方法是________。 

A.直接用50 mL乙醚萃取分液

B.将溶液分两份,乙醚也分两份,分别萃取,萃取液合并

C.先用30 mL乙醚萃取分液,再分别用10 mL乙醚萃取两次,并将三次萃取液合并

(4)乙醚提取后的水溶液要用盐酸酸化。配制100 mL 2∶1稀盐酸(水与盐酸体积比)的方法是______________________________________________;判断盐酸加入足量的方法是____________________________________________。 

(5)计算呋喃甲酸的产率_____________________________________。 

【解析】(1)呋喃甲醛微溶于水,为了反应混合物充分混合并加快反应速率可搅拌回流一段时间;

(2)呋喃甲醛在碱中反应大量放热,可以借助冷水浴来控制温度在8～12 ℃左右;

(3)萃取操作最好多次进行,先用30 mL乙醚萃取分液,再分别用10 mL乙醚萃取两次,并将三次萃取液合并操作,故答案为C;

(4)用量筒分别量取66 mL水、34 mL浓盐酸,于烧杯中混合,用玻璃棒搅拌均匀即可得到100 mL 2∶1稀盐酸;向上层清液中继续滴加盐酸,不产生浑浊,说明盐酸加入足量或使用刚果红试纸测定溶液pH,当试纸变蓝紫色时,说明加入盐酸足量;

(5)0.04 mol新蒸呋喃甲醛理论可制得0.02 mol ,质量为0.02 mol×112 g·mol-1=2.24 g,呋喃甲酸的产率×100%=78.1%。

答案:(1)呋喃甲醛微溶于水,搅拌充分混合加快反应速率 (其他合理答案均可)

(2)冷水浴(其他合理答案均可)　(3)C

(4)用量筒分别量取66 mL水、34 mL浓盐酸,于烧杯中混合,用玻璃棒搅拌均匀 (其他合理答案均可)　使用刚果红试纸测定溶液pH,当试纸变蓝紫色时,说明加入盐酸足量 (或上层清液中继续滴加盐酸,不产生浑浊,说明盐酸加入足量。其他合理答案均可)

(5)78.1%

一、选择题

1.下列实验方案不合理的是 (　　)

A.加入饱和Na2CO3溶液除去乙酸乙酯中混有的乙酸

B.分离苯和硝基苯的混合物,可用蒸馏法

C.可用苯将溴从溴苯中萃取出来

D.可用水来鉴别苯、乙醇、四氯化碳

【解析】选C。因乙酸乙酯在饱和Na2CO3溶液中的溶解度很小,且乙酸易溶于Na2CO3溶液,因此可用饱和Na2CO3溶液来除去乙酸乙酯中混有的乙酸。苯与硝基苯的沸点相差较大,可用蒸馏法将两者分离开来。溴易溶于溴苯,也易溶于苯,因此不能用苯作萃取剂,将溴从溴苯中萃取出来。苯不溶于水,加入水时,液体分为两层,上层为苯(油状液体),下层为水;乙醇与水混合时不分层,四氯化碳不溶于水,加入水时,液体也分为两层,上层为水,下层为四氯化碳(油状液体),因此可用水来鉴别苯、乙醇、四氯化碳。

【加固训练】

(2019·西安模拟)下图是先用浓硫酸与乙醇反应制取乙烯,再由乙烯与Br2反应制备1,2-二溴乙烷(熔点:9.5 ℃,沸点:131 ℃)的反应装置(加热和加持装置略去),下列说法错误的是              (　　)

A.仪器X使用前要先拔掉上口的玻璃塞

B.装置B的作用是防堵塞安全作用

C.若略去装置C,会使部分液溴损耗

D.装置E是尾气处理装置,主要吸收尾气中的溴蒸气,防止污染环境

【解析】选A。A项,恒压滴液漏斗使用前可以不拔掉上口的玻璃塞,由于液面上方气体与烧瓶内气体相通,液体容易流下;B项,装置B中的长玻璃管可以平衡装置内气体的压强,起到防堵塞安全作用;C项,浓硫酸与乙醇反应生成乙烯的过程中会产生二氧化硫等杂质气体,装置C中的氢氧化钠可以除去乙烯中的二氧化硫,否则二氧化硫也会与液溴反应;D项,尾气中会含有少量溴蒸气,装置E中的氢氧化钠可以吸收溴蒸气,防止污染环境。

2.下列实验操作和结论说法正确的是 (　　)

【解析】选C。A项,酸性高锰酸钾溶液和乙烯反应生成二氧化碳,因此不能用酸性高锰酸钾溶液除去甲烷中的乙烯气体;B项,钠与水反应比与乙醇反应剧烈,则乙醇分子中羟基上的氢原子不如水分子中的氢原子活泼;C项,乙烯含碳碳双键,与溴发生加成反应,生成的1,2-二溴乙烷无色、可溶于四氯化碳,则溶液最终变为无色透明;D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反应,从强酸制备弱酸的角度判断,乙酸的酸性大于碳酸。

【加固训练】

 (2019·芜湖模拟)实验是化学研究的一种重要手段,下列有关实验的描述,合理的是 (　　)

【解析】选B。Br2易溶于CCl4中,加水不能萃取溴,不能采取分液方法分离,A项错误;葡萄糖含有醛基,具有还原性,能够发生银镜反应,蔗糖不具有还原性,不能发生银镜反应,故可用银氨溶液鉴别,B项正确;实验室制备H2,不能用稀硝酸,因稀硝酸具有强氧化性,与Zn反应时会生成NO,C项错误;测定NaOH溶液浓度时,需要用到酚酞或甲基橙指示剂,否则无法判断终点,D项错误。

二、非选择题

3.(2019·武邑模拟)利用甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实。某化学兴趣小组通过在实验室中模拟上述过程,其设计的模拟装置如下:

根据设计要求回答:

(1)B装置有三种功能:①控制气流速度;②均匀混合气体;③______________。 

(2)D装置的石棉中均匀混有KI粉末,其作用是________________________。 

(3)E装置的作用是________(填编号)。 

A.收集气体　　　　　　　　 B.吸收氯气

C.防止倒吸      D.吸收氯化氢

(4)在C装置中,经过一段时间的强光照射,发现硬质玻璃管内壁有黑色小颗粒产生,写出生成黑色小颗粒的化学方程式:______________________________。 

(5)E装置除生成盐酸外,还含有有机物,从E中分离出有机物的最佳方法为______________________________________。该装置还有缺陷,原因是没有进行尾气处理,其尾气主要成分为________(填编号)。 

a.CH4　  b.CH3Cl　  c.CH2Cl2　  d.CHCl3　  e.CCl4

【解析】(1)B装置的三个作用为:①控制气流速度从而达到合适的反应比例;

②均匀混合气体,便于后续实验;③干燥混合气体。

(2)氯气具有强氧化性,能将碘离子氧化生成碘单质,KI的作用是吸收多余的Cl2,防止过量的氯气排入空气中污染环境,反应的化学方程式为Cl2+2KI2KCl+I2。

(3)E装置既吸收反应生成的HCl气体,同时还防止倒吸。

(4)据信息可知生成的黑色小颗粒为炭黑,说明在强光照射下可发生反应,根据原子守恒应CH4+2Cl2C+4HCl。

(5)最后从D中分离出的气体有HCl易溶于水,可用分液的方法分离,分离难溶于水的油状液体可用分液法。

答案:(1)干燥混合气体　(2)吸收过量的氯气　(3)C、D　(4)CH4+2Cl2C+4HCl　(5)分液　a、b

4.(2019·吉林模拟)醇与氢卤酸反应是制备卤代烃的重要方法。实验室制备溴乙烷和1-溴丁烷的反应如下:

NaBr+H2SO4HBr+NaHSO4　①

R—OH+HBrR—Br+H2O　②

可能存在的副反应有:醇在浓硫酸的存在下脱水生成烯和醚,Br-被浓硫酸氧化为Br2等。有关数据列表如下;

请回答下列问题:

(1)溴乙烷和1-溴丁烷的制备实验中,下列仪器最不可能用到的是________。(填字母) 

a.圆底烧瓶   b.量筒

c.锥形瓶    d.长颈漏斗

(2)溴代烃的水溶性________(填“大于”“等于”或“小于”)相应的醇,将1-溴丁烷粗产品置于分液漏斗中加水,振荡后静置,产物在________(填“上层”“下层”或“不分层”) 

(3)制备操作中,加入的浓硫酸必须进行稀释,其目的是________。(填字母) 

a.减少副产物烯和醚的生成　  b.减少Br2的生成

c.减少HBr的挥发     d.水是反应的催化剂

(4)欲除去溴代烷中的少量杂质Br2,下列物质中最适合的是________。(填字母) 

a.NaI　  b.NaOH　  c.NaHSO3　  d.KCl

(5)在制备溴乙烷时,采用边反应边蒸出产物的方法,其有利于_____________ ___________;但在制备1-溴丁烷时却不能边反应边蒸出产物,其原因是______________________________。 

(6)得到的溴乙烷中含有少量乙醇,为了制得纯净的溴乙烷,可用蒸馏水洗涤,分液后,再加入无水CaCl2后进行的实验操作是________(填字母) 

a.分液　  b.蒸馏　  c.萃取　   d.过滤

(7)为了检验溴乙烷中含有溴元素,通常采用的方法是取少量溴乙烷,然后________(按实验的操作顺序选填下列序号) 

①加热　②加入AgNO3　③加入稀硝酸　④加入NaOH溶液

【解析】(1)a.圆底烧瓶,c.锥形瓶在蒸馏分离产物时会用到,b.量筒可以用来量取液体如乙醇,因此,最不可能用到的是d.长颈漏斗;

(2)醇能和水形成氢键而易溶于水,溴代烃和水不反应也不能和水形成氢键,所以溴代烃的水溶性小于相应的醇;1-溴丁烷和水不能形成氢键所以不易溶于水,且密度大于水,所以将1-溴丁烷粗产品置于分液漏斗中加水,振荡后静置,产物在下层;

(3)a.浓硫酸和1-丁醇发生副反应消去反应生成烯烃、分子间脱水反应生成醚,稀释后不能发生类似反应减少副产物烯和醚的生成;b.浓硫酸具有强氧化性能将溴离子氧化为溴单质,稀释浓硫酸后能减少溴单质的生成;c.反应需要溴化氢和1-丁醇反应,浓硫酸溶解溶液温度升高,使溴化氢挥发,稀释后减少HBr的挥发;d.水是产物不是反应的催化剂;综上所述,本题应选a、b、c;

(4)欲除去溴代烷中的少量杂质Br2,a.NaI和溴单质反应,但生成的碘单质会混入;b.溴单质和氢氧化钠反应,溴代烷也和NaOH溶液发生水解反应;c.溴单质和NaHSO3溶液发生氧化还原反应,可以除去溴单质;d.KCl不能除去溴单质;综上所述,本题应选c;

(5)根据题给信息知,乙醇和溴乙烷的沸点相差较大,采用边反应边蒸出产物的方法,可以使平衡向生成溴乙烷的方向移动,而1-溴丁烷和正丁醇的沸点相差较小,若边反应边蒸馏,会有较多的正丁醇被蒸出,所以不能边反应边蒸出产物。

答案:(1)d　(2)小于　下层　(3)a、b、c　(4)c

(5)使平衡向生成溴乙烷的方向移动　1-溴丁烷和正丁醇的沸点相差较小,所以不能边反应边蒸出产物

(6)b、d　(7)④①③②

【加固训练】

乙苯是主要的化工产品。某课题组拟制备乙苯:

查阅资料如下:

①几种有机物的沸点如下表:

②化学原理:+CH3CH2Br+HBr。

③氯化铝易升华、易潮解。

Ⅰ.制备氯化铝。

甲同学选择下列装置制备氯化铝(装置不可重复使用):

(1)本实验制备氯气的离子方程式为________________________。 

(2)气体流程方向是从左至右,装置导管接口连接顺序a→________→k→i→f→g→________。 

(3)D装置存在的明显缺陷是________;改进之后,进行后续实验。 

(4)连接装置之后,检查装置的气密性,装药品。先点燃A处酒精灯,当________时(填实验现象),点燃F处酒精灯。 

Ⅱ.制备乙苯

乙同学设计实验步骤如下:

步骤1:连接装置并检查气密性(如图所示,夹持装置省略)。

步骤2:用酒精灯微热烧瓶。

步骤3:在烧瓶中加入少量无水氯化铝、适量的苯和溴乙烷。

步骤4:加热,充分反应半小时。

步骤5:提纯产品。

回答下列问题:

(5)步骤2“微热”烧瓶的目的是______________________________________。 

(6)本实验加热方式宜采用________________。(填“酒精灯直接加热”或“水浴加热”)。 

(7)盛有蒸馏水的B装置中干燥管的作用是____________________________ __________。确认本实验A中已发生了反应的方法是___________________ _________________。 

(8)提纯产品的操作步骤有:①过滤;②用稀盐酸洗除;③少量蒸馏水水洗;④加入大量无水氯化钙;⑤用大量水洗;⑥蒸馏并收集136.2 ℃馏分。先后操作顺序为________(填代号)。 

【解析】Ⅰ.(1)上述装置中,A装置用于制备氯气,由装置图可知,使用的原料是浓盐酸和二氧化锰,反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O。

(2)A是制备氯气装置,Cl2中混有HCl和水蒸气杂质,因铝粉可以和HCl反应且产品氯化铝易潮解,所以应用E装置除去HCl杂质、用C装置除去水蒸气杂质,然后将氯气通入F中与铝粉反应制取氯化铝,因氯化铝易升华和凝华,所以用D装置收集氯化铝,最后用B装置吸收尾气,所以装置的连接顺序为:a→h→j→d→e→k→i→f→g→b→c。

(3)因氯化铝易升华和凝华,而D中长导管管口太细,氯化铝易堵塞导管,应将长导管换成较粗的导管,避免氯化铝堵塞导管。

(4)铝是活泼金属,在加热条件下容易和空气中的氧气反应,所以在加热铝粉之前应将装置中的空气排尽,当F装置中充满黄绿色气体时说明空气已排尽。

Ⅱ.(5)因氯化铝易潮解,所以实验过程中要保持装置内处于无水的状态,用酒精灯微热烧瓶排尽装置中的水蒸气,避免氯化铝与水蒸气反应。

(6)采用水浴加热便于控制实验温度,还能使烧瓶受热均匀。

(7)因溴化氢极易溶于水,所以干燥管的作用是防倒吸,若A中已经发生了反应,则B装置的水中一定含有HBr,通过检验HBr可以判断A中反应是否开始,具体方法是:向B装置中滴加少量硝酸银溶液,出现淡黄色沉淀,说明A中已发生了反应。

(8)提纯产品时先用大量水洗去无机物,因氯化铝易水解,会有少量氢氧化铝胶体与有机物混合,用稀盐酸除去少量氢氧化铝胶体,再用少量蒸馏水洗涤,加入大量无水氯化钙除去有机物中的水,过滤弃去固体,蒸馏并收集136.2 ℃馏分得到产品。

答案:(1)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O

(2)h→j→d→e　b→c

(3)D中长导管太细,氯化铝易堵塞导管

(4)F中充满黄绿色

(5)排尽水蒸气,避免氯化铝与水蒸气反应

(6)水浴加热

(7)防倒吸　向B装置中滴加少量硝酸银溶液,出现淡黄色沉淀

(8)⑤②③④①⑥