资源简介

中小学教育资源及组卷应用平台
以分离提纯为主线的有机制备类综合实验
【方法与技巧】
1．掌握三类有机物的制备系统
乙酸乙酯的制备
溴苯的制备
硝基苯的制备
2．熟悉有机物制备常考实验的仪器和装置
仪器
制备装置
3．有机物制备的过程中常见的分离与提纯的方法
(1)分离、提纯的方法
适用范围
分液 适用于两种互不相溶的液体混合物分离
蒸馏 适用于沸点不同的互溶液体混合物分离
重结晶 重结晶是将晶体用溶剂(如蒸馏水)溶解，经过滤、蒸发、冷却等步骤后再次使之析出，以得到更加纯净的晶体的纯化方法。重结晶常用于对制备的固态粗产品进一步提纯①杂质在所选溶剂中溶解度很小(使杂质析出)或很大(使杂质留在母液中)，易于除去②被提纯的物质在所选溶剂中的溶解度受温度影响较大，升温时溶解度增大，降温时溶解度减小，冷却后易结晶析出
萃取 ①“液－液”萃取是利用有机物在互不相溶的两种溶剂中的溶解性不同，用一种溶剂把溶质从另一种溶剂中提取出来的过程；②“固－液”萃取是用有机溶剂从固体物质中溶解出有机物的过程
(2)实例分析——以“苯和液溴制取溴苯”为例
有机制备实验有反应物转化率低、副反应多等特点，制得的产物中常混有杂质，根据目标产物与杂质的性质差异，可用右图方法分离提纯
苯与液溴发生取代反应后，产物为棕褐色，混合物中含有目标产物溴苯、有机杂质苯、无机杂质Br2、FeBr3、HBr等，提纯溴苯可用右图方法分离提纯
4．解有机物制备类实验的思维模型
(1)明确有机物制备实验的设计流程
(2)依据有机反应特点作答
①有机物易挥发，因此在反应中通常要采用冷凝回流装置，以减少有机物的挥发，提高原料的利用率和产物的产率。如图1、图3中的冷凝管，图2中的长玻璃管B的作用都是冷凝回流
②有机反应通常都是可逆反应，且易发生副反应，因此常使价格较低的反应物过量，以提高另一反应物的转化率和产物的产率，同时在实验中需要控制反应条件，以减少副反应的发生
③根据产品与杂质的性质特点，选择合适的分离、提纯方法
④防暴沸：加沸石(或碎瓷片)，防止溶液暴沸；若开始忘加沸石(或碎瓷片)，需冷却后补加
【巩固练习】
1．3－硝基苯甲酰氯(Mr＝185.5)能用于制染料和有机合成，一种实验室制备原理如图所示：
已知：①C6H6、SOCl2的沸点分别为80 ℃、78.6 ℃
②SOCl2和3－硝基苯甲酰氯均易与水反应
实验步骤：
ⅰ.在三颈烧瓶中加入3 硝基苯甲酸26.72 g(Mr＝167)、50 mL SOCl2(0.42 mol)和 200 mL无水苯；
ⅱ.加热至80～85 ℃搅拌回流5 h；
ⅲ.反应完毕，减压回收SOCl2和C6H6，冷却，析出黄色晶体；
ⅳ.抽滤、洗涤、干燥、提纯，得22.26 g产品。
回答下列问题：
(1)三颈烧瓶洗涤干净后，组装仪器前必须进行的操作是________；相对普通分液漏斗，仪器A的主要优点是______________________________________________________________________
(2)本实验中，需要加入一定量的苯，其目的是_________________________________________________________
(3)无水氯化钙________(填“能”或“不能”)用碱石灰代替，其原因是_____________________________________
(4)磁振子起到的两个作用是____________________________________________。
(5)抽滤装置如图所示，抽滤的先后操作顺序为a→c→b→d→g→________(填字母)。
a．安装仪器
b．打开抽气泵开关
c．修剪滤纸
d．将固液混合物转移至布氏漏斗中
e．取下抽滤瓶上的橡皮管
f．关闭抽气泵
g．洗涤
h．确认抽干
(6)本实验3－硝基苯甲酰氯的产率为______%
2．氨基酸微量元素螯合物是目前研制的新一代营养制剂。某实验小组在实验室模拟合成蛋氨酸合锌并测定其螯合率。回答下列问题：
蛋氨酸合锌的合成
反应原理：2C5H11NO2S＋ZnSO4·7H2O＋2NaOH===(C5H10NO2S)2Zn＋Na2SO4＋9H2O
称取一定量的ZnSO4·7H2O和蛋氨酸(分子式：C5H11NO2S；结构简式：)置于三颈烧瓶中，加20 mL蒸馏水溶解，以适当流速滴加氢氧化钠溶液以保持体系的pH在6～7之间，水浴加热回流一定时间，然后停止加热，冷却，使结晶析出。真空抽滤，用蒸馏水洗涤至滤液中无SO时，再用无水乙醇洗涤2次，干燥，得产品。装置如图1、图2所示
(1)盛装NaOH溶液的仪器名称为________________；连接冷凝管时，从________(填“a”或“b”)口进水通入冷凝水
(2)真空抽滤装置如图2所示，为了防止倒吸，抽滤完成后，你认为接下来最合理的前两步操作依次为________(填标号)
①取下布氏漏斗　
②打开活塞A　
③拔下抽滤瓶处橡皮管　
④关闭抽气泵开关
(3)螯合物是含有多个配位原子的配体与同一个中心原子(或离子)配位成环，蛋氨酸合锌是结构中存在五元环的中性配合物，锌的配位数为4。则蛋氨酸合锌的结构简式为________________，形成配位键时提供空轨道的是________(填化学式)
(4)pH较低或较高均会降低螯合率：在pH较低的强酸性条件下H＋将与Zn2＋争夺供电子基团，不利于螯合物的形成；在pH较高的强碱性条件下，_________________________________________，也不利于螯合物的形成
(5)不同温度和时间对蛋氨酸合锌螯合率的影响如图3所示，据图可知蛋氨酸与锌螯合的最佳反应条件为_______
3．二苯乙二酮()是重要的化学品，常由安息香(，Mr＝212)制得。一种利用NH4NO3氧化安息香制二苯乙二酮的原理、装置及步骤如下：
Ⅰ．在50 mL仪器A中加入0.08 g (CH3COO)2Cu、2.40 g NH4NO3(过量)、4.24 g安息香以及18.0 mL冰醋酸
Ⅱ．安装回流装置，加入磁子，使用磁搅拌加热器加热搅拌。平稳回流40 min后，每隔15 min利用薄板层析检测反应混合物，当安息香已全部转化为二苯乙二酮后，停止加热
Ⅲ．充分冷却后，将析出的黄色固体滤出，用95%乙醇重结晶，晾干后称量，得黄色柱状晶体3.57 g
回答下列问题：
(1)仪器A的名称是______________________________
(CH3COO)2Cu的作用是_____________________________________________
(2)步骤Ⅱ中，搅拌的作用是_____________________________________________
(3)反应B的化学方程式为_____________________________________________
(4)薄板层析在生化实验中应用广泛。薄板表面涂有硅胶，其剖面如图一所示。取装置A内液体点在薄板M处，乙酸乙酯和正己烷的混合液带动样品在薄板上爬升时(图二)，由于硅胶层表面对安息香与二苯乙二酮吸附力强弱不同，因此爬升高度不同(图三)
①以下关于薄板层析检测的说法错误的是________(填字母)
A．乙酸乙酯是一种常用的密度比水小的有机溶剂
B．将硅胶置于蒸馏水中，Si－O会逐渐断开形成硅酸
C．薄板层析实验的原理是利用物质的相对分子质量不同对物质进行区分
②图三中，当________(填“P”或“Q”)点消失时，应关闭磁搅拌加热器停止加热。
(5)利用红外光谱对产物进行表征，对比安息香的红外光谱图，能够初步推测安息香转化为二苯乙二酮的谱图变化为____________________________________
(6)本次实验二苯乙二酮的产率为________
4．乙酸正丁酯，简称乙酸丁酯，是无色透明有水果香气的液体。难溶于水，易燃，是一种优良的有机溶剂。实验室用乙酸、正丁醇和浓硫酸在加热条件下制备乙酸丁酯的装置示意图(夹持装置已省略)和有关信息如下：
物质 乙酸 正丁醇 乙酸丁酯 二丁醚
熔点/℃ 16.6 －89.5 －73.5 －98.0
沸点/℃ 117.9 117.0 126.0 142.0
密度/(g·cm-3) 1.1 0.80 0.88 0.76
实验原理
主反应：＋＋H2O
副反应：＋H2O
实验步骤如下：
ⅰ．回流分水：向250 mL圆底烧瓶中加入30.0 mL乙酸和60.0 mL正丁醇，振荡下逐滴加入1.0 mL浓硫酸，摇匀。装上仪器A和分水器，接通冷凝水。加热圆底烧瓶，使其中液体回流40 min
ⅱ．分液洗涤：回流完毕，冷却。取下仪器A，把分水器中分出的酯层和圆底烧瓶中的反应液一起倒入分液漏斗中，用蒸馏水洗涤，除去水层
ⅲ．除去乙酸：向步骤ⅱ得到的酯层中慢慢滴入10%碳酸钠溶液25 mL，并不断振荡，使产生的CO2逸出，除去水层
ⅳ．干燥：酯层倒入干燥的锥形瓶中，加入适量无水硫酸镁，干燥
ⅴ．蒸馏提纯：将干燥好的乙酸丁酯转入一个干燥的100 mL蒸馏烧瓶中，使用干燥的仪器安装一套蒸馏装置，加入沸石，蒸馏，在126±2 ℃共收集到58.0 mL的馏分产物
(1)仪器A的名称为____________，冷凝水的出口是__________(填字母)
(2)反应中浓硫酸的作用为_______________________________
(3)步骤ⅰ中反应终点的判断：______________________________________
(4)怎样检测酯层中的乙酸是否除尽？________________________________________
(5)下列有关上述实验操作过程说法正确的是______(填字母)
A．副反应中正丁醇在浓硫酸加热条件下脱水生成二丁醚的反应是消去反应
B．分水器的作用是从下口不断分离出乙酸丁酯，以提高乙酸丁酯的产率
C．分液漏斗在摇匀过程中需要放气，摇匀时手握分液漏斗的正确姿势如图
D．加入过量正丁醇可以提高乙酸的转化率
E．无水硫酸镁在使用前需要进行干燥预处理，步骤ⅳ中的干燥过程在敞口的锥形瓶中进行
(6)计算反应结束时通过分水器最多能分出的水量为______g
(7)乙酸丁酯产率为______
5．α－呋喃丙烯酸是一种重要的有机酸，其实验室制备原理如下：
＋CH2(COOH)2＋CO2↑＋H2O
制备α－呋喃丙烯酸的步骤如下：向三颈烧瓶中依次加入丙二酸、糠醛和吡啶，在95 ℃下回流2小时，停止反应；将混合物倒入装有100 mL蒸馏水的烧杯中，加入固体碳酸钠中和至弱碱性，加入活性炭后煮沸5～10 min脱色，趁热过滤；滤液在冰水浴中边搅拌边滴加浓盐酸至不再有沉淀生成，抽滤，用冷水洗涤2～3次，得到粗产品。实验装置如图所示
(1)仪器A的名称是 ________________
(2)与酒精灯加热相比，使用油浴加热的优点是 ______________________________________________________
(3)三颈烧瓶中反应已完成的标志是 ________________
(4)分离出晶体时需减压抽滤，装置如图所示，抽滤的优点是 ___________________________________
　
(5)为精确测定产品纯度，拟用以下实验方案：
称取m g α－呋喃丙烯酸样品，加入1∶1的乙醇水溶液中，滴入2～3滴酚酞作指示剂，用浓度为c mol·L－1的氢氧化钠标准溶液滴定至终点，做3组平行实验，所消耗NaOH溶液的平均体积为V mL
①滴定管需要用标准溶液润洗，润洗滴定管的具体操作为_____________________________________________
__________________________________________________________________________
②产品的纯度是 ________________(以质量分数表示)
③下列操作会使测定结果偏大的是 ________(填标号)
A．称量样品时，将样品放在托盘天平的右盘
B．加热回流阶段，油浴时没有搅拌，出现焦化现象
C．滴定过程中，读数时，滴定前仰视，滴定后俯视
D．滴定前，尖嘴管有气泡，滴定后无气泡
6．对溴乙酰苯胺()是医药合成的重要中间体，实验室常以乙酰苯胺()和Br2为原料来合成。实验步骤如下：
步骤Ⅰ：向一定体积的三颈烧瓶中，先加入45.0 mL乙醇，再加入10.8 g乙酰苯胺，充分溶解。将13.0 g溴溶解于20.0 mL冰醋酸中，装入如图1所示装置的仪器a中
步骤Ⅱ：一边搅拌一边慢慢地滴加溴的冰醋酸，滴加完毕后，在45 ℃下，继续搅拌反应1小时，然后将温度提高至60 ℃，再搅拌一段时间
步骤Ⅲ：在搅拌下将反应后的溶液慢慢加入含少量NaOH的100 mL冰水中(混合后溶液呈弱酸性)，此时立即有固体析出，略有黄色，加入饱和亚硫酸氢钠水溶液充分搅拌至黄色恰好褪去，将上述溶液放入冰水浴中慢慢冷却
步骤Ⅳ：采用如图2所示装置过滤，并用冷水充分洗涤，干燥，经系列操作后得到12.84 g白色针状晶体，色谱检测其纯度为80.0%
已知：有关物质的部分性质见下表：
物质 乙酰苯胺 对溴乙酰苯胺
相对分子质量 135 214
熔点/℃ 113 167
沸点/℃ 304 353
溶解性 白色结晶性粉末，微溶于冷水，溶于热水、乙醇等 白色针状晶体，溶于苯、乙醇，微溶于热水，不溶于冷水
回答下列问题：
(1)图1装置中，仪器a的名称为________
(2)乙醇和冰醋酸的作用是________________________________________________________________________
(3)“步骤Ⅲ”两次慢慢冷却的目的是_______________________________________________________________，加入饱和亚硫酸氢钠水溶液黄色恰好褪去时的离子方程式为_________________________________________
(4)“步骤Ⅳ”中，图2装置停止实验时，先________(填字母)再________(填字母)，最后加入冰水充分洗涤。
a．打开活塞K b．关闭抽气泵
(5)本实验中，对溴乙酰苯胺的产率为______，若“步骤Ⅱ”加热时温度过高至85 ℃，将导致所测产率________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
7．环己酮是一种重要的有机化工中间体和有机溶剂，采用重铬酸钾—硫酸氧化法制备环己酮的反应原理和步骤如下：
＋K2Cr2O7＋5H2SO4 ＋Cr2(SO4)3＋2KHSO4＋7H2O
已知：①酮遇强氧化剂时可被氧化，温度升高，氧化速率明显加快
②环己醇、环己酮、饱和食盐水、水的相对分子质量和部分物理性质如下表
物质 相对分子质量 密度(20 ℃，g·cm－3) 溶解性
环己醇 100 0.96 能溶于水
环己酮 98 0.95 微溶于水，易溶于乙醇等有机溶剂
饱和食盐水 — 1.33 —
水 18 1.00 —
Ⅰ．向100 mL圆底烧瓶中加入25 mL水，一边摇动烧瓶，一边慢慢地加入3.3 mL浓硫酸，再加入3.5 mL环己醇，将所得溶液用冰水浴冷却至15 ℃
Ⅱ．称取3.4 g K2Cr2O7，分批加入混合液中，振摇烧瓶，控制反应温度在55～60 ℃，待固体全部消失且溶液颜色呈墨绿色，反应温度下降时结束反应，加入一定量甲醇
Ⅲ．烧瓶内加入15 mL水及沸石，水蒸气蒸馏出环己酮和水，收集95～100 ℃的馏分约13 mL。加入过量NaCl固体，将此溶液静置分液，分离出有机层，水层用7 mL甲基叔丁基醚萃取3次，合并有机层，干燥
Ⅳ．蒸馏干燥后的有机层，蒸出甲基叔丁基醚，再用空气冷凝管蒸出环己酮，收集150～156 ℃的馏分约2.1 mL
回答下列问题：
(1)步骤Ⅱ中，控制反应温度在55～60 ℃的原因为_____________________
(2)步骤Ⅱ中，加入一定量甲醇的目的是_______________________
(3)本实验利用K2Cr2O7替代传统实验的Na2Cr2O7，其优点为________(填标号)
a．氧化效果好 b．价格便宜，易购买 c．用量少
(4)为使含铬废液再生利用，可在废液中加入强氧化剂过二硫酸铵[(NH4)2S2O8]，S2O中π键与σ键数目之比为________，发生再生反应的离子方程式为______________________________________
(5)步骤Ⅲ中，加过量NaCl固体的作用为___________________________
(6)下列仪器在步骤Ⅳ中无需使用的是________(填序号)
(7)本次产品的产率为________(精确至0.1%)
8．乙酸正丁酯是优良的有机溶剂，在石油加工、制药工程等领域均有广泛应用。某实验小组采用如图所示的实验装置制备乙酸正丁酯(加热及夹持装置略)
已知：反应中生成的水可以与正丁醇或乙酸正丁酯形成共沸混合物被蒸出，各化合物及相关共沸物常压下的沸点如下表所示：
化合物 乙酸 正丁醇 乙酸正丁酯
沸点/℃ 117.9 117.3 126.6
共沸物 正丁醇～水 乙酸正丁酯～水 乙酸正丁酯～正丁醇～水
沸点/℃ 92.7 90.7 90.7
具体步骤如下：
Ⅰ．按如图所示装配仪器
Ⅱ．关闭分水器旋塞并在分水器带旋塞一侧预先加入适量的水，再向反应瓶中加入5.0 mL(0.055 mol)正丁醇、0.06 mol冰醋酸和0.05 mol浓硫酸，加入1粒沸石
Ⅲ．将反应液温度控制在80 ℃并保持15分钟，然后升温至回流状态进行分水。反应停止后，合并仪器a和分水器中的液体，用分液漏斗将水层分出，得到乙酸正丁酯粗品
Ⅳ．将乙酸正丁酯粗品纯化
回答下列问题：
(1)仪器a的名称为　　　　
(2)写出图中所示实验装置中的两处错误：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(3)若分水器带旋塞一侧加水不足，会导致的后果是　　　　　　　　　　　　　　
(4)写出上述制备乙酸正丁酯的化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(5)判断反应停止时的现象为　　　　　　　　　　　
(6)步骤Ⅳ包括以下操作，正确的操作顺序为　　　　
a．无水硫酸镁干燥 b．饱和Na2CO3溶液洗涤
c．常压蒸馏，收集124～126 ℃的馏分 d．水洗
(7)乙酸和甲酸都属于常见的有机酸，从结构的角度比较并解释二者酸性强弱的关系：_____________________
________________________________________________________________________
9．硝基苯酚可用于染料、药物、炸药和香料的合成。某小组以苯酚为原料合成硝基苯酚并分离其同分异构体的过程如下
Ⅰ．合成硝基苯酚(装置如图)
(1)仪器a的名称为________
(2)控制15～20 ℃反应30 min，得到的黑色焦油状液体中含邻硝基苯酚()与对硝基苯酚()
①若温度高于20 ℃，产率下降的原因可能是________________________(写一条)
②写出生成邻硝基苯酚和NaHSO4的化学方程式：_______________________
Ⅱ．分离硝基苯酚的同分异构体
用冷水洗涤产品，直至洗涤液呈中性，改接水蒸气蒸馏装置(如图)，蒸出黄色油状液体冷却结晶、过滤，得到13.8 g亮黄色针状固体产物。烧瓶f内剩余蒸馏残液经过脱色、冷却结晶、过滤，得到10.5 g无色棱柱状固体产物。已知：在较强还原剂作用下，芳香硝基化合物中的硝基可还原为氨基
(3)b的作用是_____________________________________
(4)当观察到c中出现______________________________________的现象时，即可停止水蒸气蒸馏
(5)蒸馏残液可用_____进行脱色(填字母)
a．次氯酸 b．过氧化氢 c．二氧化硫 d．活性炭
(6)结合操作和现象，从结构与性质的关系角度解释无色棱柱状固体产物是对硝基苯酚，而不是邻硝基苯酚_____________________________________________
(7)若苯酚的用量为23.5 g，则对硝基苯酚(Mr＝139)的产率为______(计算结果保留3位有效数字)
10．Ⅰ．ClCH2COOH(氯乙酸，熔点为50 ℃)是一种化工原料，实验室制氯乙酸的装置如图，按下列实验步骤回答问题：
(1)在500 mL三颈烧瓶中放置300 g冰醋酸和15 g催化剂乙酸酐。加热至105 ℃时，开始徐徐通入干燥纯净的氯气。加热采用的方法是____________加热(填“水浴”“油浴”或“酒精灯”)。仪器X的名称是____________
(2)氯气通入冰醋酸中呈黄色，随即黄色褪去，用化学方程式解释黄色褪去的原因：_________________________，氯气通入速率以三颈烧瓶中无黄绿色气体逸出为度，控制通入氯气速率的方法是______________________，NaOH溶液的主要作用是________________________________________________
(3)将熔融的生成物移至蒸馏瓶中进行蒸馏纯化，收集186～188 ℃馏分。选择______(填“a”或“b”)装置蒸馏
(4)冷凝后生成无色氯乙酸晶体425 g，产率约为____________(保留2位有效数字)
Ⅱ．下面是一些物质的检验，请按滴加顺序写出下列检验所用的试剂
(5)①苯丙烯醛中醛基和碳碳双键的检验需用到的试剂：__________________
②二氢香豆素()常用作香豆素的替代品，鉴别二氢香豆素和它的一种同分异构体()需要
用到的试剂有：NaOH溶液→____________
【以分离提纯为主线的有机制备类综合实验】答案
1．(1)干燥　平衡气压，使液体顺利滴下　
(2)作溶剂，促进反应物充分接触，提高反应速率　
(3)不能　SO2、HCl与碱石灰反应生成水，导致产品、SOCl2与水反应　
(4)搅拌、防暴沸　
(5)h→e→f　
(6)75
解析：(1)SOCl2和3－硝基苯甲酰氯均易与水反应，三颈烧瓶洗涤干净后，组装仪器前必须进行的操作是干燥；仪器A是恒压分液漏斗，相对普通分液漏斗，恒压分液漏斗的主要优点是平衡气压，使液体顺利滴下。(2)本实验中，需要加入一定量的苯，其目的是作溶剂，促进反应物充分接触，提高反应速率。(3)无水氯化钙不能用碱石灰代替，其原因是SO2、HCl与碱石灰反应生成水，导致产品、SOCl2与水反应。(6)在三颈烧瓶中加入3－硝基苯甲酸的物质的量为＝0.16 mol，同时加入0.42 mol SOCl2，由方程式可知理论上生成 0.16 mol 3 硝基苯甲酰氯，本实验3 硝基苯甲酰氯的产率为×100%＝75%。
2．(1)恒压滴液漏斗(或恒压分液漏斗)　b　
(2)②③
(3)　Zn2＋　
(4)OH－与Zn2＋结合形成氢氧化物沉淀(合理即可)
(5)温度为80 ℃，时间为1 h左右
解析：三颈烧瓶中加入ZnSO4·7H2O和蛋氨酸，加水溶解后，用恒压滴液漏斗滴加NaOH溶液，控制好反应的pH(pH过低，溶液中的H＋将与Zn2＋争夺供电子基团，不利于螯合物的形成；pH过高，溶液中的OH－增多，与蛋氨酸争夺Zn2＋，降低螯合率)，水浴加热回流至反应结束，所得混合物经真空减压抽滤，得到粗的样品，样品经水、乙醇洗涤后，干燥得到产品。(1)盛装NaOH溶液的仪器为恒压滴液漏斗；连接冷凝管时，从进水口b通入冷凝水。(2)为了防止倒吸，抽滤完成后，先打开安全瓶的活塞A，拔下抽滤瓶处橡皮管，关闭抽气泵开关，取下布氏漏斗，故前两步操作依次为②③。(3)已知蛋氨酸合锌是结构中存在五元环的中性配合物，锌的配位数为4，蛋氨酸中O和N与Zn形成配位键，则蛋氨酸合锌的结构简式为；形成配位键时提供空轨道的是Zn2＋。(4)pH较低或较高均会降低螯合率：在pH较低的强酸性条件下，H＋将与Zn2＋争夺供电子基团，不利于螯合物的形成；在pH较高的强碱性条件下，OH－增多，与蛋氨酸争夺Zn2＋，从而降低了螯合率。(5)从图3中可以看出，在20 ℃时螯合率明显偏低，说明蛋氨酸与锌螯合是需要一定的温度和时间的。而当温度升至40～90 ℃时，前30 min内螯合率没有太大的差别，但随着时间的延长螯合率发生变化。其中40 ℃、60 ℃、90 ℃随时间的延长其螯合率有下降的趋势。只有温度在80 ℃时随时间延长螯合率增加，但当时间超过1 h后螯合率不再增加。因此，根据试验结果认为蛋氨酸与锌螯合最佳温度为80 ℃，时间为1 h左右。
3．(1)三颈烧瓶　作为催化剂
(2)使混合物受热均匀，防暴沸
(3)2CH3COOCu＋NH4NO3＋2CH3COOH===N2↑＋2(CH3COO)2Cu＋3H2O
(4)①BC　②Q　
(5)O－H吸收峰消失　
(6)85%
解析：(1)仪器A的名称是三颈烧瓶；由反应原理图可知，(CH3COO)2Cu先参与反应生成CH3COOCu，CH3COOCu又与硝酸铵反应转化为(CH3COO)2Cu，故(CH3COO)2Cu的作用是作为催化剂。
(2)步骤Ⅱ中，搅拌的作用是使混合物受热均匀，防暴沸。
(3)反应B为CH3COOCu与硝酸铵反应生成(CH3COO)2Cu、N2和H2O，化学方程式为2CH3COOCu＋NH4NO3＋2CH3COOH===N2↑＋2(CH3COO)2Cu＋3H2O。
(4)①乙酸乙酯的密度小于水的，常用作有机溶剂，A正确；Si—O稳定，不与水发生反应(类比SiO2与水不发生反应)，B错误；根据题干“硅胶层表面对安息香与二苯乙二酮吸附力强弱不同”，结合安息香与二苯乙二酮的结构可知，薄板层析实验的原理不是利用物质的相对分子质量不同对物质进行区分，C错误。②比较安息香与二苯乙二酮的结构可知，安息香与硅胶表面—OH形成氢键能力更强，吸附力也更强，爬升较慢，故图三Q点为安息香指示点。所以，当Q点消失时，证明烧瓶中液体不含安息香，即反应完全，可停止加热。
(5)通过红外光谱测试，可得到有机化合物中含有官能团或化学键的信息。比较安息香与二苯乙二酮的结构，二者官能团的差异在于二苯乙二酮结构中无O－H，故谱图变化为O－H吸收峰消失。
(6)根据步骤Ⅲ中数据可计算二苯乙二酮的物质的量为＝0.017 mol，安息香的物质的量为＝0.020 mol，故二苯乙二酮的产率为×100%＝85%。
4．(1)球形冷凝管　b　
(2)催化剂和吸水剂
(3)分水器中不再有水珠下沉，水面不再升高
(4)用洁净的玻璃棒蘸取分液漏斗中上层液体，点在石蕊试纸中央进行观察，石蕊试纸不变红，则上层(即酯层)中乙酸已除尽
(5)CD　
(6)10.8　
(7)80%
解析：(5)副反应中两分子正丁醇在浓硫酸加热条件下脱水生成二丁醚的反应是取代反应，A错误；分水器的作用是从下口不断分离出水，以提高乙酸丁酯的产率，B错误；无水硫酸镁有很强的干燥能力，吸水后生成MgSO4·nH2O，在使用前最好在120 ℃左右使无水硫酸镁充分干燥，因此需要进行干燥预处理，使无水硫酸镁充分脱水，以确保其吸附能力，但步骤ⅳ中的干燥过程锥形瓶口不能敞开，应密封，E错误。
(6)30.0 mL乙酸和60.0 mL正丁醇反应，两者对应的物质的量如下：n(乙酸)＝＝0.55 mol，n＝≈0.65 mol，故正丁醇过量，生成的最多水量应该包括乙酸理论上完全反应时生成水的物质的量：n＝n＝0.55 mol，和过量正丁醇完全发生副反应生成水的量：×mol＝0.05 mol，因此最多能分出的水量是 mol×18 g· mol-1＝10.8 g。
(7)由(6)中分析可知，应该根据乙酸计算理论上生成乙酸丁酯的物质的量：n(乙酸)＝0.55 mol，收集到乙酸丁酯的物质的量：n(乙酸丁酯)＝＝0.44 mol，乙酸丁酯产率为×100%＝80%。
5．(1)球形冷凝管　
(2)受热均匀，便于控制温度
(3)无气泡产生　
(4)分离固液速率更快，且产品更易于干燥
(5)①从滴定管上口加入少量标准溶液，倾斜着转动滴定管，使液体润湿滴定管内壁，然后从下部放出，重复2～3次　
②%　
③D
解析：利用丙二酸、糠醛和吡啶反应制备α-呋喃丙烯酸，三颈烧瓶在95 ℃下回流2小时，停止反应，经调pH、脱色、趁热过滤、抽滤、洗涤可得粗产品，再利用滴定原理测定产品纯度。(1)根据仪器构造可知，仪器A的名称是球形冷凝管。(2)与酒精灯加热相比，使用油浴加热的优点是受热均匀，便于控制温度。(3)由于反应中有CO2生成，会产生气泡，当不产生气泡时表明三颈烧瓶中反应已完成。(4)抽滤使得内外压强差变大，优点是分离固液速率更快，且产品更易于干燥。(5)①滴定管需要用标准溶液润洗，润洗滴定管的具体操作为从滴定管上口加入少量标准溶液，倾斜着转动滴定管，使液体润湿滴定管内壁，然后从下部放出，重复2～3次；②α-呋喃丙烯酸中含有1个羧基，则由反应的计量关系可知：n(α-呋喃丙烯酸)＝n(NaOH)＝cV×10－3 mol，产品的质量分数为×100%＝%；③称量样品时，将样品放在托盘天平的右盘，造成所测样品质量偏小，所测结果偏小，A不符合题意；加热回流阶段，油浴时没有搅拌，出现焦化现象，样品损失，所测结果偏小，B不符合题意；滴定过程中，读数时，滴定前仰视，滴定后俯视，读数偏小，所测结果偏小，C不符合题意；滴定前，尖嘴管有气泡，滴定后无气泡，读数偏大，所测结果偏大，D符合题意。
6．(1)恒压滴液漏斗
(2)充当溶剂，乙醇和冰醋酸互溶，使溴分子和乙酰苯胺充分接触，充分反应
(3)吸收酸和碱中和放出的热量，并降低对溴乙酰苯胺的溶解度，同时得到大颗粒对溴乙酰苯胺晶体　
HSO＋H2O＋Br2===2Br-＋SO＋3H＋
(或HSO＋H2O＋Br2＋3CH3COO-===2Br-＋SO＋3CH3COOH)
(4)a　b　
(5)60%　偏小
解析：(1)题图1装置中，仪器a的名称为恒压滴液漏斗。
(2)由题给信息可知，乙酰苯胺微溶于冷水，溶于热水、乙醇等，实验中乙醇和冰醋酸的作用是充当溶剂，乙醇和冰醋酸互溶，使溴分子和乙酰苯胺充分接触，充分反应。
(3)由题给信息可知，对溴乙酰苯胺不溶于冷水；将反应后的溶液加入含少量NaOH的100 mL冰水中，氢氧化钠和酸发生中和反应放热，会导致温度升高，“步骤Ⅲ”两次慢慢冷却的目的是吸收酸和碱中和放出的热量，并降低对溴乙酰苯胺的溶解度，同时得到大颗粒对溴乙酰苯胺晶体；溶液显黄色，说明含有过量溴单质，溴单质具有氧化性，加入饱和亚硫酸氢钠水溶液黄色恰好褪去，溴单质将亚硫酸氢根离子氧化为硫酸根离子，自身被还原为溴离子，反应的离子方程式为HSO＋H2O＋Br2===2Br-＋SO＋3H＋或HSO＋H2O＋Br2＋3CH3COO-===2Br-＋SO＋3CH3COOH。
(4)“步骤Ⅳ”中，题图2装置停止实验时，为防止倒吸，应先打开活塞K，使得装置与大气相通，再关闭抽气泵，最后加入冰水充分洗涤。
(5)10.8 g乙酰苯胺的物质的量为＝0.08 mol，理论上生成对溴乙酰苯胺的物质的量为0.08 mol，经系列操作后得到12.84 g白色针状晶体，色谱检测对溴乙酰苯胺的纯度为80.0%，则本实验中，对溴乙酰苯胺的产率为×100%＝60%，若“步骤Ⅱ”加热时温度过高至85 ℃，使得溴、乙酸、乙醇挥发，导致原料损耗，将导致实际所得产物质量减小，所测产率偏小。
7．(1)温度低于55 ℃，反应速率慢；温度高于60 ℃，副产物增多　
(2)除去未反应的重铬酸钾　
(3)b　
(4)4∶9　2Cr3＋＋3S2O＋7H2O===Cr2O＋6SO＋14H＋　
(5)降低环己酮在水中的溶解度；增加水层的密度，有利于分层　
(6)①④⑤　
(7)60.6%
解析：向100 mL圆底烧瓶中加入25 mL水，一边摇动烧瓶，一边慢慢地加入3.3 mL浓硫酸，再加入3.5 mL环己醇，将所得溶液用冰水浴冷却至15 ℃。称取3.4 g K2Cr2O7，分批加入混合液中，振摇烧瓶，控制反应温度在55～60 ℃，待固体全部消失且溶液颜色呈墨绿色，反应温度下降时结束反应，加入一定量甲醇。烧瓶内加入15 mL水及沸石，水蒸气蒸馏出环己酮和水，收集95～100 ℃的馏分约13 mL，加入NaCl颗粒的目的是增加水层的密度，使其从水中析出；将此溶液静置分液，分离出有机层，水层用7 mL甲基叔丁基醚萃取3次，合并有机层，干燥。蒸馏干燥后的有机层，蒸出甲基叔丁基醚，再用空气冷凝管蒸出环己酮，收集150～156 ℃的馏分约2.1 mL，以此解答。(1)已知酮遇强氧化剂时可被氧化，温度升高，氧化速率明显加快会产生副产物。步骤Ⅱ中，控制反应温度在55～60 ℃的原因为：温度低于55 ℃，反应速率慢；温度高于60 ℃，副产物增多。(2)甲醇能够和重铬酸钾发生氧化反应，步骤Ⅱ中，加入一定量甲醇的目的是除去未反应的重铬酸钾。(3)K2Cr2O7和Na2Cr2O7的氧化效果相同，本实验利用K2Cr2O7替代传统实验的Na2Cr2O7，其优点为价格便宜，易购买，故选b。(4)H2S2O8的结构简式为，双键中含有1个π键与1个σ键，单键是σ键，则S2O中含有4个π键与9个σ键，则π键与σ键数目之比为4∶9，为使含铬废液再生利用，可在废液中加入强氧化剂过二硫酸铵[(NH4)2S2O8]，S2O将Cr3＋氧化为Cr2O，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为2Cr3＋＋3S2O＋7H2O===Cr2O＋6SO＋14H＋。(5)由分析可知，步骤Ⅲ中，加过量NaCl固体的作用为降低环己酮在水中的溶解度；增加水层的密度，有利于分层。(6)蒸馏实验中不需要用到球形冷凝管、烧杯和分液漏斗，故选①④⑤。(7)3.5 mL环己醇的物质的量为 mol＝0.033 6 mol，理论上生成的环己酮也为0.033 6 mol，质量为0.033 6 mol×98 g/mol＝3.292 8 g，则环己酮的产率约为×100%＝60.6%。
8．(1)圆底烧瓶
(2)温度计水银球未插入反应液中、冷凝管上端不应塞玻璃塞
(3)反应物不能完全回流，导致乙酸正丁酯的产率减小
(4)CH3COOH＋CH3CH2CH2CH2OHCH3COOCH2CH2CH2CH3＋H2O
(5)分水器水层高度不再变化
(6)bdac
(7)乙酸比甲酸多一个甲基，甲基是推电子基团，会使得羧基氧上的电子云增加，氢离子更难失去，则甲酸酸性强于乙酸
解析：乙酸与正丁醇在浓硫酸加热条件下发生酯化反应制备乙酸正丁酯，关闭分水器旋塞并在分水器带旋塞一侧预先加入适量的水，再向反应瓶中加入5.0 mL(0.055 mol)正丁醇、0.06 mol冰醋酸和0.05 mol浓硫酸，加入1粒沸石。将反应液温度控制在80 ℃并保持15分钟，然后升温至回流状态进行分水。反应停止后，合并仪器a和分水器中的液体，用分液漏斗将水层分出，得到乙酸正丁酯粗品。
(1)仪器a的名称为圆底烧瓶。
(2)由于反应在蒸馏烧瓶中进行，反应的温度在80 ℃，温度计水银球应插入反应液中，图中所示实验装置的错误有：温度计水银球未插入反应液中；冷凝管上端不应塞玻璃塞。
(3)分水器带旋塞一侧需要加入足够的水，使其水面低于分水器回流支管下沿3～5 mm的水，这样方便生成的有机物回流到反应器中，若分水器带旋塞一侧加水不足，会导致的后果是反应物不能完全回流，导致乙酸正丁酯的产率减小。
(4)乙酸与正丁醇在浓硫酸加热条件下发生酯化反应制备乙酸正丁酯，化学方程式为CH3COOH＋CH3CH2CH2CH2OHCH3COOCH2CH2CH2CH3＋H2O。
(5)该反应过程中有水生成，判断反应停止时的现象为分水器水层高度不再变化，证明酯化反应已完成，不再产生酯了。
(6)步骤Ⅳ中先用饱和 Na2CO3溶液洗涤除去乙酸正丁酯中的乙酸杂质，再用水洗去饱和Na2CO3溶液，然后用无水硫酸镁干燥后常压蒸馏，收集124～126 ℃的馏分。
(7)乙酸比甲酸多一个甲基，甲基是推电子基团，会使得羧基氧上的电子云增加，氢离子更难失去，则甲酸酸性强于乙酸。
9．(1)恒压滴液漏斗
(2)①生成多硝基苯酚　②OH＋NaNO3＋H2SO4OHNO2＋NaHSO4＋H2O
(3)平衡气压，避免体系内压强过大
(4)不再有黄色油状液体流出
(5)d
(6)邻硝基苯酚存在分子内氢键，沸点低于对硝基苯酚；水蒸气蒸馏可以蒸出亮黄色针状固体，而无法蒸出无色棱柱状固体，说明亮黄色针状固体的沸点相对较低，为邻硝基苯酚，无色棱柱状固体为对硝基苯酚
(7)30.2%
解析：(2)①酚羟基可以活化苯环的两个邻位和一个对位，温度较高时硝化产物可能得到邻位和对位都有硝基的多硝基苯酚，因此产率下降；②苯酚、NaNO3、H2SO4反应生成邻硝基苯酚、NaHSO4和H2O，化学方程式为＋NaNO3＋H2SO4＋NaHSO4＋H2O。
(5)脱色剂需要疏松多孔具有吸附功能，活性炭有该功能，故选d。
(7)苯酚的物质的量为＝0.25 mol，理论上生成对硝基苯酚的质量为0.25 mol×139 g/mol＝34.75 g，产率为×100%≈30.2%。
10．(1)油浴　球形冷凝管
(2)Cl2＋CH3COOHClCH2COOH＋HCl　控制浓盐酸的滴加速率　吸收反应生成的氯化氢和过量的氯气，防止污染空气
(3)b　(4)90%
(5)①银氨溶液→稀盐酸→溴水　
②稀硫酸、氯化铁溶液
解析：装置甲中浓盐酸与高锰酸钾固体反应制备氯气，装置乙中饱和食盐水用于除去氯气中混有的氯化氢气体，装置丙中浓硫酸用于干燥氯气，装置丁中在乙酸酐做催化剂作用下，氯气与乙酸共热至105 ℃反应制备氯乙酸，装置戊中氢氧化钠溶液用于吸收反应生成的氯化氢和过量的氯气，防止污染空气。
(1)由反应温度为105 ℃可知，实验时应该选择油浴加热使三颈烧瓶受热均匀；由仪器的外观可知，X为球形冷凝管。
(3)当蒸馏物沸点超过140 ℃时，一般使用空气冷凝管，以免直形冷凝管通水冷却时因内外温差大而导致玻璃炸裂。
(4)由反应消耗300 g冰醋酸可知，生成氯乙酸的理论质量为×94.5 g/mol＝472.5 g，则氯乙酸的产率为×100%≈90%。
(5)①检验苯丙烯醛中是否含有醛基和碳碳双键，先加入银氨溶液加热，若出现银镜反应说明含有醛基，醛基被氧化为羧酸铵，然后加入稀盐酸酸化，再滴加溴水，如果溴水褪色，则证明该物质含有碳碳双键；②二氢香豆素的水解产物中含苯酚结构，利用苯酚的性质鉴别，所以试剂除NaOH溶液外，还选用稀硫酸中和至酸性，选氯化铁溶液显紫色检验苯酚。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)

展开更多......

收起↑