2022届高三化学一轮复习实验专题强基练42有机物制备综合大题含解析

这是一份2022届高三化学一轮复习实验专题强基练42有机物制备综合大题含解析，共37页。试卷主要包含了乙醚是有机合成中常用的溶剂，苯甲酸的实验流程等内容，欢迎下载使用。
有机物制备综合大题
非选择题（共17题）
1．正丁醚是一种用途很广的化工产品，毒性和危险性小，是安全性很高的有机溶剂，对许多天然及合成油脂、树脂、橡胶、有机酸酯、生物碱等都有很强的溶解能力，还可作为电子级清洗剂和多种有机合成材料。可通过以下反应原理制取正丁醚：
2CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3+H2O
已知相关物质的部分信息如下：

沸点(℃)
密度(g/cm3)
溶解度(g)
相对分子质量
正丁醇
117.7
0.81
7.9
74
正丁醚
142
0.77
不溶于水
130
某课外化学学习小组查阅相关资料设计了以下实验步骤合成正丁醚：
①在100 mL两口烧瓶中加入30.0 mL正丁醇、5.0 mL浓硫酸和几粒沸石，充分摇匀。在分水器中加入3.0 mL饱和食盐水，按图甲组装仪器，接通冷凝水；
②反应：在电热套上加热，使瓶内液体微沸，回流反应约1小时。当馏液充满分水器时，打开分水器放出一部分水。当水层不再变化，瓶中反应温度达150℃，反应己基本完成，停止加热；
③蒸馏：待反应液冷却后，拆下分水器，将仪器改成蒸馏装置如图丙，再加几粒沸石，蒸馏，收集馏分；
④精制：将馏出液倒入盛有10 mL水的分液漏斗中，充分振摇，静置弃去水液，有机层依次用5 mL水，3 mL 5% NaOH溶液、3 mL水和3 mL饱和氯化钙溶液洗涤，分去水层，将产物放入洁净干燥的小锥形瓶中，然后加入0.2～0.4 9无水氯化钙，再将液体转入装置丙中进行蒸馏，收集到馏分9.0 mL。
甲.乙.丙.
请根据以上操作回答下列问题：
(1)制备正丁醚的反应类型是___，仪器d的名称是____。
(2)在步骤①中添加试剂的顺序是____。相比装置乙，装置甲的优点是___。
(3)在步骤②中采用电热套加热而不采用酒精灯直接加热的原因可能是____。
(4)在步骤③中收集馏分适宜的温度范围为____(填正确答案标号)。
A．115℃～ll9℃B．140℃～144℃C．148℃～152℃
(5)在精制中，有机层在____层(填“上”或“下”)，加入无水氯化钙的作用是____。
(6)本小组实验后所得正丁醚的产率约为___%(计算结果保留一位小数)。
2．肉桂酸是合成香料、化妆品、医药、浆料和感光树脂等的重要原料，其结构简式是。
I.写出肉桂酸的反式结构: __________。
II.实验室可用下列反应制取肉桂酸。

已知药品的相关数据如下:

苯甲醛
乙酸酐
肉桂酸
乙酸
溶解度(25℃，g/100g 水)
0.3
遇水水解
0.04
互溶

相对分子质量
106
102
148
60
实验步骤如下:
第一步合成:向烧瓶中依次加入研细的无水醋酸钠、5.3g 苯甲醛和6.0g乙酸酐，振荡使之混合均匀。在150~ 170℃加热1小时，保持微沸状态。第二步粗品精制:将上述反应后得到的混合物趁热倒入圆底烧瓶中，并进行下列操作:

请回答下列问题。
（1）检验粗产品中含有苯甲醛的实验方案是:取粗产品于试管中，加水溶解，滴入NaOH溶液，将溶液调至碱性, _________。
（2）步骤①中肉桂酸与Na2CO3溶液反应的化学方程式是_________。
（3）若最后得到4.81g纯净的肉桂酸，则该反应中肉桂酸的产率是_________。
（4）符合下列条件的肉桂酸的同分异构体有_________种。
i.苯环上含有三个取代基;
ii.该同分异构体遇FeCl3显色且能发生银镜反应。
写出其中任意一种同分异构体的结构简式: _________。
3．乙醚是有机合成中常用的溶剂．某实验小组在实验室利用乙醇脱水制备乙醚， 装置示意图（ 夹持和加热装置已略去）、有关数据和实验步骤；

物质
相对分子质量
密度（g/mL）
沸点（℃）
在水中的溶解性
乙醇
46
0.816
78
互溶
乙醚
74
0.713
34.6
不容

已知：①相同条件下，乙醚在饱和食盐水中比在水中更难溶。
②氯化钙可与乙醇形成络合物 CaCl2•6C2H5OH.
请回答下列问题：
（1）由乙醇制备乙醚的总反应为2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3 + H2O . 此反应分两步进行，第一步反应的化学方程式 : CH3CH2OH +H2SO4 CH3CH2OSO2OH + H2O ,则第二步反应的化学方程式为 _____________________________。
（2）仪器 D 中盛有冰水混合物 ，其作用为_____________________________。
（3）操作1 的名称为 ________，操作2 的名称为 ___________。
（4）若省略步骤 II会导致的后果是_________________________________。
（5）若实验过程中加入18mL 乙醇，最终得到 8.7g 乙醚．则乙醚的产率为_____ （计算结果精确到0.1%).
4．苯甲酸（）是重要的化工原料，可应用于消毒防腐、染料载体、增塑剂、香料及食品防腐剂的生产，也可用于钢铁设备的防锈剂。某化学实验小组在实验室中以苯甲醛为原料制取苯甲酸和副产品苯甲醇（）的实验流程:

已知：①；；（R、R1表示烃基或氢原子）
②相关物质的部分物理性质见表：
名称
相对密度
熔点/℃
沸点/℃
溶解度
水
乙醚
苯甲醛
1.04
－26
179.6
微溶
易溶
苯甲酸
1.27
122.1
249
25℃微溶，95℃可溶
易溶
苯甲醇
1.04
－15.3
205.7
微溶
易溶
乙醚
0.71
－116.3
34.6
不溶
—


请回答下列问题:
（1）进行萃取、分液操作时所用玻璃仪器的名称为___________。分液时，乙醚层应从_______(填“下口放出”或“上口倒出”)。
（2）洗涤乙醚层时需要依次用NaHSO3溶液、10%Na2CO3溶液、蒸馏水进行洗涤。其中加入NaHSO3溶液洗涤的主要目的是________________，对应的化学方程式为___________________________。
（3）蒸馏获得产品甲时加入碎瓷片的目的为_____________，蒸馏时应控制温度在____℃左右。
A．34.6 B．179.6 C．205.7 D．249
（4）提纯粗产品乙获得产品乙的纯化方法名称为________________。
（5）称取10.60g的苯甲醛进行实验，最终制取产品乙的质量为3.66g，则产品乙的产率为____________。
5．某课外小组设计的实验室制取乙酸乙酯的装置如图所示，A中放有浓硫酸，B中放有乙醇、无水醋酸钠，D中放有饱和碳酸钠溶液。

已知：①无水氯化钙可与乙醇形成难溶于水的CaCl2·6C2H5OH
②有关有机物的沸点：
试剂
乙醚
乙醇
乙酸
乙酸乙酯
沸点(0C)
34.7
78.5
118
77.1
密度(g/cm3)
0.714
0.789
1.049
0.903

请回答：
（1）仪器A的名称：___________；
实验前检查装置气密性的方法是____________________；写出烧瓶B中有关反应的化学方程式： ________、______________。
（2）球形干燥管C的作用是_________________。若反应前向D中加入几滴酚酞，溶液呈红色，产生此现象的原因是（用离子方程式表示）___________________；反应结束后，D中的现象是_______________________。
（3）从D中分离出的乙酸乙酯中常含有一定量的乙醇、乙醚和水，应先加入无水氯化钙，除去____________；再加入（此空从下列选项中选择）_________；然后进行蒸馏，收集77℃左右的馏分，以得到较纯净的乙酸乙酯。
A．浓硫酸 B．碱石灰 C．无水硫酸钠 D．生石灰
6．环己烯是重要的化工原料｡其实验室制备流程如图：

（1）操作1的装置如图甲所示（加热和夹持装置已略去）。

①浓硫酸也可作该制备反应的催化剂，选择而不用浓硫酸的原因为________（填序号）。
a．浓硫酸易使原料炭化并产生
b．后续易分离
c．污染小、可循环使用，符合绿色化学理念
d．同等条件下，用比浓硫酸的平衡转化率高
②仪器B的作用为____________________。
③实验结果表明投料相同时，装置甲控制温度计读数不超过90℃，采用装置甲的产率比装置乙高，原因是____________________。
（2）操作2用到的玻璃仪器是烧杯、__________｡饱和食盐水的作用是____________________。
（3）操作3（蒸馏）所有的操作步骤如下，其正确的顺序是：①③__________
①搭建蒸馏装置 ②加热 ③加入待蒸馏的药品和沸石 ④通冷凝水
⑤收集低于83℃的馏分 ⑥停止加热 ⑦收集83℃的馏分 ⑧待冷却后关闭冷凝水
（4）环己烯含量的测定
在一定条件下，向a g环己烯样品中加入定量制得的b mol ，与环己烯充分反应后，剩余的与足量KI作用生成，加入几滴淀粉做指示剂，用c mol/L的标准溶液滴定，终点时消耗标准溶液v ml（以上数据均已扣除干扰因素）。测定过程中，发生反应如图：
①Br2+
②
③
（5）样品中环己烯的质量分数为__________（用字母表示）。
（6）下列情况会导致测定结果偏低的是__________（填序号）。
a．样品中含有苯酚杂质
b．滴定结束读取标准液的体积时，俯视刻度线
c．标准溶液部分被氧化
d．在测定过程中部分环己烯挥发
7．某化学小组采用类似制乙酸乙酯的装置（如图1），以环己醇为主要原料制备环己烯。

已知：

密度（g/cm3）
熔点（℃）
沸点（℃）
熔点（℃）
环乙醇
0.96
25
161
难溶于水
环乙烯
0.81
﹣103
83
难溶于水


（1）制备粗品
将12.5mL环己醇加入试管A中，再加入1mL浓硫酸，摇匀后放入碎瓷片，缓慢加热至反应完全，在试管C内得到环己烯粗品。
①A中碎瓷片的作用是_____。
②试管C置于冰水浴中的目的是_____。
（2）制备精品
①环己烯粗品中含有环己醇和少量酸性杂质等。加入饱和食盐水，振荡、静置、分层，环己烯在_____层。（填上或下）
②再将环己烯按图2装置蒸馏，冷却水从口进入_____（填“g”或“f”）。收集产品时，控制的温度应在_____左右，实验制得的环己烯精品质量低于理论产量，最可能的原因是_____。
A．蒸馏时从70℃开始收集产品
B．环已醇实际用量多了
C．制备粗品时环己醇随产品一起蒸出
8．苯甲酸乙酯稍有水果气味，用于配制香水香精和人造精油，也大量用于食品中，实验室制备方法如下：

Ⅰ苯甲酸乙酯粗产品的制备
在干燥的50 mL三颈圆底烧瓶中，加入6.1g苯甲酸、过量无水乙醇、8 mL苯和1mL浓硫酸，摇匀后加沸石，安装分水器。水浴加热，开始控制回流速度1～2 d/s。反应时苯一乙醇﹣水会形成“共沸物”蒸馏出来。加热回流约1小时，至分水器中不再有小水珠生成时，停止加热。改为蒸馏装置，蒸出过量乙醇和苯。

沸点（℃）
相对分子质量
苯甲酸
249
122
苯甲酸乙酯
212．6
150

（1）写出苯甲酸与用18O标记的乙醇酯化反应的方程式___________________。
（2）装置A的名称及冷水通入口_________________________。
（3）通过分水器不断分离除去反应生成的水，目的是___________________。还有什么方法可以实现同样的目的_____________(任答两种)。
（4）实验过程中没有加沸石，请写出补加沸石的操作___________________。
（5）图二装置中的错误______________________。
Ⅱ.苯甲酸乙酯的精制
将苯甲酸乙酯粗产品用如下方法进行精制：将烧瓶中的液体倒入盛有30 mL冷水的烧杯中，搅拌下分批加入饱和Na2CO3溶液（或研细的粉末），至无气体产生，pH试纸检测下层溶液呈中性。用分液漏斗分出粗产物，水层用乙醚（10 mL）萃取。合并有机相，用无水CaCl2干燥。干燥后的粗产物先用水浴蒸除乙醚，再改用减压蒸馏，收集馏分。
（6）加入饱和碳酸钠溶液除了可以降低苯甲酸乙酯溶解度外，还有的作用是__________。
（7）按照纠正后的操作进行，测得产品体积为5mL（苯甲酸乙酯密度为1.05g•cm﹣3）。实验的产率为_________。
9．实验室用氧化锌作催化剂、以乙二醇和碳酸氢钠为复合解聚剂常压下快速、彻底解聚聚对苯二甲酸乙二醇酯，同时回收对苯二甲酸和乙二醇。反应原理如下：

实验步骤如下：
步骤1：在题图1所示装置的四颈烧瓶内依次加入洗净的矿泉水瓶碎片、氧化锌、碳酸氢钠和乙二醇，缓慢搅拌，油浴加热至180 ℃，反应0.5 h。

步骤2：降下油浴，冷却至160 ℃，将搅拌回流装置改为图2所示的搅拌蒸馏装置，水泵减压，油浴加热蒸馏。
步骤3：蒸馏完毕，向四颈烧瓶内加入沸水，搅拌。维持温度在60 ℃左右，抽滤。
步骤4：将滤液转移至烧杯中加热煮沸后，趁热边搅拌边加入盐酸酸化至pH为1～2。用砂芯漏斗抽滤，洗涤滤饼数次直至洗涤滤液pH＝6，将滤饼摊开置于微波炉中微波干燥。
请回答下列问题：
(1) 步骤1中将矿泉水瓶剪成碎片的目的是______________________________。
(2) 步骤2中减压蒸馏的目的是____________________，蒸馏出的物质是________。
(3) 抽滤结束后停止抽滤正确的操作方法是________。若滤液有色，可采取的措施是________。
(4) 该实验中，不采用水浴加热的原因是________。
10．环己酮是一种重要的化工原料，实验室常用下列方法制备环己酮：

环己醇、环己酮和水的部分物理性质见下表：
物质

沸点（℃）

密度（g·cm－3，20℃）

溶解性

环己醇

161.1（97.8）★

0.9624

能溶于水

环己酮

155.6（95）★

0.9478

微溶于水

水

100.0

0.9982




★括号中的数据表示该有机物与水形成的具有固定组成的混合物的沸点
（1）酸性Na2Cr2O7溶液氧化环己醇反应的△H