2020年高考化学大题专项复习：有机物制备类实验题

2020年高考化学大题专项复习：有机物制备类实验题

2020 年高考化学大题专项复习：有机物制备类实验题 1．苯胺 是重要的化工原料。某兴趣小组在实验室里进行苯胺的相关实验。 已知：① 和 NH3 相似，与盐酸反应生成易溶于水的盐 ②用硝基苯制取苯胺的反应原理： +3Sn+12HCl  +3SnCl4+4H2O ③有关物质的部分物理性质见下表： I．比较苯胺与氨气的性质 （1）将分别蘸有浓氨水和浓盐酸的玻璃棒靠近，产生白烟，反应的化学方程式 为 ；用苯胺代替浓氨水重复上述实验，却观察不到白烟，原因 是 。 Ⅱ.制备苯胺 往图 1 所示装置（夹持装置略，下同）的冷凝管口分批加入 20mL 浓盐酸（过量），置于 热水浴中回流 20min，使硝基苯充分还原；冷却后，往三颈烧瓶中滴入一定量 50% NaOH 溶液，至溶液呈碱性。 （2）冷凝管的进水口是____（填“a”或“b”）； （3）滴加 NaOH 溶液的主要目的是析出苯胺，反应的离子方程式 为 。 Ⅲ．提取苯胺 i．取出图 1 所示装置中的三颈烧瓶，改装为图 2 所示装置。加热装置 A 产生水蒸气，烧 瓶 C 中收集到苯胺与水的混合物；分离混合物得到粗苯胺和水溶液。 ii．往所得水溶液中加入氯化钠固体，使溶液达到饱和状态，再用乙醚萃取，得到乙醚萃 取液。 iii．合并粗苯胺和乙醚萃取液，用 NaOH 固体干燥，蒸馏后得到苯胺 2.79g。 （4）装置 B 无需用到温度计，理由是 。 （5）操作 i 中，为了分离混合物，取出烧瓶 C 前，应先打开止水夹 d，再停止加热，理 由 是 。 （6）该实验中苯胺的产率为 。 （7）欲在不加热条件下除去苯胺中的少量硝基苯杂质，简述实验方案： __。 【答案】 （1）NH3+HCl=NH4Cl 苯胺沸点较高，不易挥发 （2）b （3）C6H5NH3 ++OH-  C6H5NH2+H2O （4）蒸出物为混合物，无需控制温度 （5）防止 B 中液体倒吸 （6）60.0% （7）加入稀盐酸，分液除去硝基苯，再加入氢氧化钠溶液，分液去水层后，加入 NaOH 固体干燥、过滤 【解析】 制备苯胺：向硝基苯和锡粉混合物中分批加入过量的盐酸，可生成苯胺，分批加入盐酸可 以防止反应太剧烈，减少因挥发而造成的损失，且过量的盐酸可以和苯胺反应生成 C6H5NH3Cl，之后再加入 NaOH 与 C6H5NH3Cl 反应生成苯胺。 （1）将分别蘸有浓氨水和浓盐酸的玻璃棒靠近，因为两者都有挥发性，在空气中相遇时 反应生成 NH4Cl 白色固体，故产生白烟方程式为 NH3+HCl=NH4Cl；依据表中信息，苯胺 沸点较高(184℃)，不易挥发，因此用苯胺代替浓氨水，观察不到白烟； （2）图中球形冷凝管的水流方向应为“下进上出”即“b 进 a 出”，才能保证冷凝管内 充满冷却水，获得充分冷凝的效果； （3）过量浓盐酸与苯胺反应生成 C6H5NH3Cl，使制取反应正向移动，充分反应后加入 NaOH 溶液使 C6H5NH3Cl 生成 C6H5NH2，离子反应方程式为 C6H5NH3 ++OH-= C6H5NH2+H2O； （4）由于蒸出物为水和苯胺的混合物，故无需控制温度； （5）水蒸气蒸馏装置中，虽然有玻璃管平衡气压，但是在实际操作时，装置内的气压仍 然大于外界大气压，这样水蒸气才能进入三颈烧瓶中；所以，水蒸气蒸馏结束后，在取出 烧瓶 C 前，必须先打开止水夹 d，再停止加热，防止装置内压强突然减小引起倒吸； （6）已知硝基苯的用量为 5.0mL，密度为 1.23g/cm3，则硝基苯的质量为 6.15g，则硝 基苯的物质的量为 6.15g =0.05mol123g/mol ，根据反应方程式可知理论生成的苯胺为 0.05mol， 理论质量为93g/mol 0.05mol =4.65g，实际质量为 2.79g，所以产率为 2.79g 100%=4.65g  60.0%； （7）“不加热”即排除了用蒸馏的方法除杂，苯胺能与 HCl 溶液反应，生成可溶于水的 C6H5NH3Cl 而硝基苯则不能与 HCl 溶液反应，且不溶于水。所以可在混合物中先加入足量 盐酸，经分液除去硝基苯，再往水溶液中加 NaOH 溶液析出苯胺，分液后用 NaOH 固体 干燥苯胺中还含有的少量水分，滤去 NaOH 固体，即可得较纯净的苯胺。 【点睛】 水蒸气蒸馏是在难溶或不溶于水的有机物中通入水蒸气共热，使有机物随水蒸气一起蒸馏 出来，是分离和提纯有机化合物的常用方法。 2．实验室合成苯甲酸的原理、有关数据及装置示意图如图： 名称 性状 熔点/℃ 沸点/℃ 密度（g/mL) 水溶性 甲苯 无色易挥发液体 －95 110.6 0.8669 不溶 苯甲酸 白色晶体 112.4 248 1.2659 微溶 苯甲酸在水中的溶解度表： 某学习小组在实验室制备、分离、提纯苯甲酸，步骤如下： 温度/℃ 25 50 95 溶解度/g 0.344 0.849 6.8 （一）制备苯甲酸 在三颈瓶中加入甲苯、水和沸石，搅拌并加热至沸腾，然后加入过量高锰酸钾，继续搅拌 约 4～5h，直到甲苯层几乎近于消失、回流液不再出现油珠，停止加热和搅拌，静置。 （二）分离提纯 在反应混合物中加入一定量草酸(H2C2O4)充分反应，过滤、洗涤，将滤液放在冰水浴中冷 却，然后用浓盐酸酸化，减压过滤，再用少量冷水洗涤，干燥，得到粗产品。 请回答下列问题： （1）装置 a 的名称是 ，其作用 为 。 （2）甲苯被高锰酸钾氧化的原理如下，请完成并配平该化学方程式。 ____ + ____KMnO4 ____ +_____MnO2↓+________H2O+___________ （3）分离提纯过程中为了除去过量的 KMnO4，加入一种二元弱酸草酸，反应过程中有碳 酸氢盐和无色气体生成。请用离子方程式表示反应原 理 。 （4）产品减压过滤时用冷水洗涤的原因 是 。 （5）选用下列 操作，可以将粗产品进一步提纯(选填字母)。 A.溶于水后过滤 B.溶于乙醇后蒸馏 C.用甲苯萃取后分液 D.升华 （6）以酚酞为指示剂，用标准浓度 KOH 溶液滴定苯甲酸的乙醇溶液，可测定产品纯度， 滴定终点的现象是__。 【答案】（1）球形冷凝管 冷凝回流，防止甲苯的挥发而降低产品产率 （2） 1 2 1 2 1 1 KOH （3）2MnO4 -+3H2C2O4=2MnO2↓+2HCO3 -+4CO2↑+2H2O （4）苯甲酸在冷水中的溶解度较小，用冷水洗涤可以减少产品的损失 （5）D （6）溶液由无色变浅红色，且半分钟不褪色 【解析】（1）苯甲酸是易燃易挥发的液体，甲苯液体加热至沸腾时甲苯挥发降低其利用 率，故需用装置 a（球形冷凝管）将甲苯蒸汽冷凝回流，防止甲苯的挥发而降低产品产率； （2）根据氧化还原反应的原理可配平该化学方程式： +2KMnO4 +2MnO2↓+H2O+KOH； （3）H2C2O4具有还原性，可将过量的KMnO4还原为MnO2而过滤除去，H2C2O4被KMnO4 氧化为 KHCO3 和 CO2，根据氧化还原反应的原理可得反应的离子方程式为： 2MnO4 -+3H2C2O4=2MnO2↓+2HCO3 -+4CO2↑+2H2O ； （4）由表中苯甲酸在水中的溶解度表可知，苯甲酸在冷水中的溶解度较小，将苯甲酸晶 体用冷水洗涤可以减少产品的损失； （5）由表中苯甲酸的性质可知，苯甲酸在 100℃左右升华，KCl 的熔沸点很高，不升华， 所以提纯含有氯化钾的苯甲酸可以采用升华的方法得到较纯的苯甲酸； （6）向苯甲酸的乙醇溶液中滴加酚酞，溶液无色，用标准浓度 KOH 溶液滴定，当溶液呈 浅红色且半分钟内不褪色时，说明达到滴定终点。 3．芳香酸是分子中羧基与苯环直接相连的一类有机物，通常用芳香烃的氧化来制备。反 应原理如下： +2KMnO4 +KOH+2MnO2↓+H2O +HCl +KCl 反应试剂、产物的物理常数： 主要实验装置和流程如图： 实验方法：一定量的甲苯和 KMnO4 溶液加入图 1 装置中，在 90℃时，反应一段时间后， 停止反应，按如图流程分离出苯甲酸并回收未反应的甲苯。 （1）白色固体 B 中主要成分的分子式为 ，操作Ⅱ为 。 （2）下列关于仪器的组装或者使用正确的是 。 A.抽滤可以加快过滤速度，得到较干燥的沉淀 B.安装电动搅拌器时，搅拌器下端不能与三颈烧瓶底、温度计等接触 C.如图回流搅拌装置应采用直接加热的方法 名称 M 性状 熔点（℃） 沸点 （℃） 密度 （g/cm3） 水中的溶解 性 甲苯 92 无色液体易燃易挥 发 -95 110.6 0.8669 不溶 苯甲酸 122 白色片状或针状晶 体 122.4 248 1.2659 微溶 D.冷凝管中水的流向是上进下出 （3）除去残留在苯甲酸中的甲苯应先加入______，分液，然后再向水层中加入______， 抽滤，洗涤，干燥即可得到苯甲酸。 （4）纯度测定：称取 2.440g 产品，配成 100mL 溶液，取其中 25.00mL 溶液，进行滴定， 消耗 KOH 物质的量为 4.5×10-3mol。产品中苯甲酸质量分数为______。 【答案】 （1）C7H6O2 蒸馏 （2）AB （3）NaOH 溶液 硫酸或浓盐酸酸化 （4）90% 【解析】 一定量的甲苯和适量的 KMnO4 溶液在 90℃反应一段时间后停止反应，按如图流程分 离出苯甲酸和回收未反应的甲苯，苯甲酸能溶于水，甲苯不溶于水，互不相溶的液体采用 分液方法分离，根据实验目的知，从而得到有机层和水层，有机层中含有甲苯、水层中含 有苯甲酸，有机层中的甲苯采用蒸馏方法得到无色液体 A，A 是甲苯，将水层盐酸酸化再 蒸发浓缩，根据苯甲酸的溶解度知，得到的固体 B 是苯甲酸。 （1）白色固体 B 中主要成分是苯甲酸，分子式为 C7H6O2；有机层中物质互溶且沸点不同， 所以可以采用蒸馏方法分离，则操作Ⅱ为蒸馏， 故答案为：C7H6O2；蒸馏； （2）A．抽滤时，瓶中压强较小，可以加快过滤速度，得到较干燥的沉淀，故 A 正确； B．为了防止搅拌棒下端打坏三颈烧瓶底或温度计，因此不能与它们接触，所以在搅拌时， 搅拌棒下端不能与三颈烧瓶底、温度计等接触，故 B 正确； C．沸水浴加热便于控制温度和使容器受热均匀，图 1 回流搅拌装置应采用水浴加热的方 法，故 C 错误； D．冷凝管中水的流向与蒸汽的流向相反，则冷凝管中水的流向是下进上出，故 D 错误； 故答案为：AB； （3）除去残留在苯甲酸中的甲苯应先加入 NaOH 溶液，甲苯与 NaOH 不反应，苯甲酸 与 NaOH 反应生成苯甲酸钠，分液，然后再向水层中加入硫酸或浓盐酸酸化，抽滤，洗 涤，干燥即可得到苯甲酸。 故答案为：NaOH 溶液；硫酸或浓盐酸酸化； （4）设苯甲酸的物质的量浓度为 x mol/L，则 25mL 苯甲酸溶液中苯甲酸的物质的量为 0.025xmol， 6 5 6 5 2 -3 C H COOH +KOH C H COOK+H O 1mol 1mol 0.025xmol 4.50 10 mol   1mol：1mol=0.025xmol：4.50×10-3mol x= 34.5 10 0.025  =0.18， 则 100mL 苯甲酸中苯甲酸的质量=0.18mol·L－1×0.1L×122g·mol－1=2.196g，其质量 分数= 2.196 2.440 ×100%=90%， 故答案为：90%。 【点睛】 本题考查了实验方案设计、混合物的分离和提纯，侧重考查分析问题能力、计算能力，明 确物质的性质是解本题关键，知道根据物质的性质选取合适的分离方法，难点（4）产品 中苯甲酸质量分数计算，根据中和滴定原理计算。 4．正丁醚可作许多有机物的溶剂及萃取剂 ，常用于电子级清洗剂及用于有机合成 。实验室 用正丁醇与浓 H2SO4 反应制取，实验装置如右图，加热与夹持装置略去。反应原理与有关 数据： 反应原理： 2C4H9OH 2 4H SO浓 C4H9OC4H9+H2O 副反应：C4H9OH C2H5CH=CH2+H2O 物质 相对分子质量 熔点/℃ 沸点/℃ 溶解性 水 50%硫酸 其它 正丁醇 74 -89.8 117.7 微溶 易溶 二者互溶 正丁醚 130 -98 142.4 不溶 微溶 实验步骤如下： ①在二口烧瓶中加入 0.34mol 正丁醇和 4.5mL 浓 H2SO4,再加两小粒沸石，摇匀。 ②加热搅拌，温度上升至 100~ll0℃开始反应。随着反应的进行，反应中产生的水经冷凝 后收集在水分离器的下层，上层有机物至水分离器支管时，即可返回烧瓶。加热至反应完 成。 ③将反应液冷却，依次用水、50%硫酸洗涤、水洗涤，再用无水氯化钙干燥，过滤，蒸馏， 得正丁醚的质量为 Wg。 请回答： （1）制备正丁醚的反应类型是____________，仪器 a 的名称是_________。 （2）步骤①中药品的添加顺序是，先加______（填“正丁醇”或“浓 H2SO4”），沸石 的作用是___________________。 （3）步骤②中为减少副反应，加热温度应不超过_________℃为宜。使用水分离器不断分 离出水的目的是________。如何判断反应已经完成？当 时，表明反应完成，即可停止实验。 （4）步骤③中用 50%硫酸洗涤的目的是为了除去______________。本实验中，正丁醚的 产率为_____（列出含 W 的表达式即可）。 【答案】 （1）取代反应 （直形）冷凝管 （2）正丁醇 防暴沸或防止反应液剧烈沸腾 （3）135 提高正丁醚的产率或正丁醇的转化率 分水器中水（或有机物）的量（或液面）不再变化 （4）正丁醇 W 100%0.17 130  【解析】⑴根据反应方程式 2C4H9OH 2 4H SO浓 C4H9OC4H9+H2O，分析得到制备正丁醚 的反应类型是取代反应，根据图中装置得出仪器 a 的名称是(直形)冷凝管；故答案为：取 代反应；(直形)冷凝管。 ⑵步骤①中药品的添加顺序是，根据溶液的稀释，密度大的加到密度小的液体中，因此先 加正丁醇，烧瓶中是液体与液体加热，因此沸石的作用是防暴沸或防止反应液剧烈沸腾； 故答案为：正丁醇；防暴沸或防止反应液剧烈沸腾。 ⑶根据题中信息，生成副反应在温度大于 135℃，因此步骤②中为减少副反应，加热温度 应不超过 135℃为宜。该反应是可逆反应，分离出水，有利于平衡向正反应方向移动，因 此使用水分离器不断分离出水的目的是提高正丁醚的产率或正丁醇的转化率。水分离器中 水的量不断增加，当水分离器中水量不再增加时或则有机物的量不再变化时，表明反应完 成，即可停止实验；故答案为：135；提高正丁醚的产率或正丁醇的转化率；分水器中水(或 有机物)的量(或液面)不再变化。 ⑷根据题中信息正丁醇易溶于 50%硫酸，正丁醚微溶于 50%硫酸，因此步骤③中用 50% 硫酸洗涤的目的是为了除去正丁醇。根据 2C4H9OH 2 4H SO浓 C4H9OC4H9+H2O 理论得 到 C4H9OC4H9 物质的量为 0.17mol，则正丁醚的产率为 1 Wg W100% 100%0.17mol 130g mol 0.17 130      ；故答案为：正丁醇； W 100%0.17 130  。 5．丙烯酸酯类物质广泛用于建筑、包装材料等，丙烯酸是合成丙烯酸酯的原料之一。丙烯醇 可用于生产甘油、塑料等。以丙烯醛为原料生产丙烯醇、丙烯酸的流程如图所示： 已知： ①2CH2=CH-CHO+NaOH Δ CH2=CHCH2OH+CH2=CHCOONa ②2CH2=CHOONa+H2SO4→2CH2=CHCOOH+Na2SO4 ③有关物质的相关性质如表： 物质 丙烯醛 丙烯醇 丙烯酸 四氯化 碳 沸点/℃ 53 97 141 77 熔点/℃ - 87 - 129 13 -22.8 密度 /g·mL-3 0.84 0.85 1.02 1.58 溶解性(常 温) 易溶于水和有机溶 剂 溶于水和有机溶 剂 溶于水和有机溶 剂 难溶于 水 （1）操作①需要连续加热 30min，所用装置如图所示。仪器 L 名称是________。 （2）操作②使用的主要仪器是分液漏斗，在使用之前需进行的操作 是 。 （3）操作④包括____、过滤、冰水洗涤、低温吸干。 （4）操作⑤中，加热蒸馏“下层液体”，分离出四氯化碳；再分离出丙烯醇(如图)，要得 到丙烯醇应收集 ____(填温度)的馏分。图中有一处明显错误，应改为 。 （5）测定丙烯醇的摩尔质量：准确量取 amL 丙烯醇于分液漏斗中，烧瓶内盛装足量钠粒。 实验前量气管 B 中读数为 b mL，当丙烯醇完全反应后，冷却至室温、调平 B、C 液面， 量气管 B 的读数为 c mL。已知室温下气体摩尔体积为 VL·mol-1。 调平 B、C 液面的操作是 ；实验测得丙烯醇的摩尔质量为 ____g·mol-1(用代数式表示)。如果读数时 C 管液面高于 B 管，测得结果将 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。 【答案】 (1) 冷凝管 （2） 检漏 （3） 冰水浴冷却结晶 （4） 97℃ 温度计水银球与蒸馏烧瓶支管口处相齐平 （5） 上下移动 C 管 425aV c b 偏大 【解析】 丙烯醛与氢氧化钠溶液共热生成丙烯醇和丙烯酸钠，加入四氯化碳萃取未反应的丙烯 醛和丙烯醇，四氯化碳密度比水大，所以得到的上层液体含有丙烯酸钠，加入硫酸酸化得 到丙烯酸溶液，丙烯酸熔点为 13℃，可用冰水冷却可得到丙烯酸晶体，过滤、冰水洗涤、 低温吸干得到丙烯酸；下层液体为含有少量未反应的丙烯醛和生成的丙烯醇的四氯化碳溶 液，蒸馏得到丙烯醇。 （1）根据 L 的结构特点可知其为球形冷凝管； （2）过程②为萃取分液，分液漏斗使用前需要进行检漏； （3）根据分析可知操作④包括冰水浴冷却结晶、过滤、冰水洗涤、低温吸干； （4）根据题目信息可知丙烯醇的沸点为 97℃，所以收集 97℃的馏分；进行蒸馏时温度计 的水银球应与蒸馏烧瓶的支管口处相平； （5）丙烯醇含有羟基可以与钠单质反应生成氢气，通过测定生成的氢气的量来确定丙烯 醇的物质的量，从而测定其摩尔质量；记录氢气体积时要注意通过上下移动 C 管使 B、 C 液面高度一致，从而使气体的压强与大气压相同；得到的气体体积为 cmL，室温下气 体摩尔体积为 VL·mol-1，则生成的氢气物质的量为   -3c-b 10 molV  ，丙烯醇分子中含有 一个羟基，所以丙烯醇的物质的量为   -32 c-b 10 molV  ，丙烯醇的密度为 0.85 g·mL-3， 则 amL 丙烯醇的质量为 0.85ag，所以丙烯醇的摩尔质量为   -3 0.85ag 425a= g/mol2 c-b 10 c-bmol V V  ；若读数时 C 管液面高于 B 管，则 B 中压强要大于大气压， 导致测得的气体体积偏小，根据计算公式可知会导致计算得到的摩尔质量偏大。 【点睛】 蒸馏实验中温度计的水银球应与蒸馏烧瓶的支管口处相平，冷凝水从冷凝管的下口进上 口出；排水法测量气体体积时一定要保证气体压强和大气压相同，否则无法准确知道气 体压强无法进行换算。 6．某科学研究小组制备硝基苯的实验装置如图所示，相关数据见下表。已知该实验中存在的 主要副反应是：在温度稍高的情况下会生成间二硝基苯。 物质 熔点/℃ 沸点/℃ 密度/（ -3g cm ） 溶解性 苯 5.5 80 0.88 微溶于水 硝基苯 5.7 210.9 1.205 难溶于水 间二硝基苯 89 301 1.57 微溶于水 浓硝酸 83 1.4 易溶于水 浓硫酸 338 1.84 易溶于水 实验步骤如下： 取 20mL 浓硫酸与足量浓硝酸配制成混合酸，将混合酸小心加入 B 中。取18mL(15.84g) 苯加入 A 中。在室温下，向苯中逐滴加入混合酸，边滴加边搅拌，混合均匀加热，使其在 50～60℃下发生反应，直至反应结束。将反应液冷却至室温后倒入分液漏斗中，依次用少 量水、5%NaOH 溶液和水洗涤。在分出的产物中加入无水 2CaCl 颗粒，静置片刻，过滤， 对滤液进行蒸馏纯化，收集 205～210℃的馏分，得到纯硝基苯18g 。 回答下列问题： （1）图中装置C 的作用是 。 （2）制备硝基苯的化学反应方程式为 。 （3）配制混合酸时，能否将浓硝酸加入到浓硫酸中？_____（填“能”或“不能”），说 明理由：_____ _ _。 （4）为了使反应在 50-60 ℃下进行，常采用的加热方法是 。反应结束并冷 却至室温后 A 中液体为粗硝基苯，粗硝基苯呈黄色的原因 是 。 （5）在洗涤操作中，第二次水洗的目的是 。 （6）本实验所得到的硝基苯的产率是 。 【答案】 （1）冷凝回流 （2） +HO-NO2 +H2O （3） 不能 浓硝酸与浓硫酸混合时会放出大量的热，若将浓硝酸加入浓硫酸中，浓硝 酸的密度小于浓 硫酸，容易导致液体迸溅 (4) 水浴加热 粗硝基苯中溶有浓硝酸分解产生的 2NO (5) 洗去残留的 NaOH 及生成的钠盐 (6) 72% 【解析】 （1）由仪器结构特征可知，装置 B 为分液漏斗，装置 C 为冷凝管，苯与浓硝酸都可以挥 发，装置 C 起冷凝回流的作用，以提高原料利用率。 （2）制备硝基苯的化学反应方程式为 +HO-NO2 +H2O。 （3）配制混合酸时，不能将浓硝酸加入到浓硫酸中。因为浓硝酸密度小于浓硫酸，且浓 硝酸与浓硫酸混合时会放出大量的热，若将浓硝酸加入浓硫酸中，容易导致液体迸溅。 （4）反应在 50～60℃下进行，苯及浓硝酸的沸点均低于水的沸点，可以采用水浴加热， 受热均匀，且便于控制温度。粗硝基苯呈黄色的原因是粗硝基苯中溶有浓硝酸分解产生的 2NO 。 （5）先用水洗除去浓硫酸、浓硝酸，再用5%NaOH 溶液除去溶解的少量的酸，最后水洗 除去未反应的 NaOH 及生成的钠盐。 （6）苯完全反应生成硝基苯的理论产量为 12315.84g 78  ，故硝基苯的产率为 123[18g (15.84g )] 100% 72%78     。 7．苯甲酸乙酯（ 9 10 2C H O ）的别名为安息香酸乙酯。它是一种无色透明液体，不溶于水，有 芳香气味，用于配制香水、香精和人造精油，大量用于食品工业中，也可用作有机合成中间 体、溶剂等。其制备方法为： +CH3CH2OH Δ 浓硫酸 +H2O 已知：苯甲酸在 100℃会迅速升华。相关有机物的性质如表所示。 名称 相对分子质 量 颜色及状态 沸点/℃ 密度/（ -3g cm ） 苯甲酸 122 无色鳞片状或针状晶 体 249 1.2659 苯甲酸乙酯 150 无色澄清液体 212.6 1.05 乙醇 46 无色澄清液体 78.3 0.7893 环己烷 84 无色澄清液体 80.7 0.78 实验步骤如下： ①在圆底烧瓶中加入12.20 g 苯甲酸， 25 mL 95% 乙醇（过量），20mL 环己烷以及 4mL 浓硫酸，混合均匀并加入沸石，按如图所示装置装好仪器，控制温度在 65~70℃加热回流 2h。利用分水器不断分离除去反应生成的水，回流环己烷和乙醇。 ②反应结束，打开旋塞放出分水器中的液体后，关闭旋塞继续加热，至分水器中收集到的 液体不再明显增加，停止加热。 ③将烧瓶内反应液倒入盛有适量水的烧杯中，分批加入 2 3Na CO 至溶液呈中性。用分液漏 斗分出有机层，水层用 25mL 乙醚萃取分液，然后合并至有机层，加人氯化钙，静置，过 滤，对滤液进行蒸馏，低温蒸出乙醚和环己烷后，继续升温，接收 210~213℃的馏分。 ④检验合格，测得产品体积为12.86 mL 。 回答下列问题： （1）在该实验中，圆底烧瓶的容积最适合的是________（填序号）。 A．25mL B．50mL C．100mL D．250mL （2）步骤①中使用分水器不断分离除去水的目的是______________。 （3）步骤②中应控制加热蒸馏的温度为________（填序号）。 A．65~70℃ B．78~80℃ C．85~90℃ D．215~220℃ （4）步骤③加入 2 3Na CO 的作用是________________________________；若 2 3Na CO 的加 入量不足，在之后蒸馏时，蒸馏烧瓶中可见到白烟生成，产生该现象的原因是 __________________。 （5）关于步骤③中的萃取分液操作的叙述正确是________（填序号）。 A．水溶液中加入乙醚，转移至分液漏斗中，塞上玻璃塞，分液漏斗倒转过来，用力振摇 B．振摇几次后需打开分液漏斗上口的玻璃塞放气 C．经几次振摇并放气后，手持分液漏斗静置待液体分层 D．放出液体时，应打开上口玻璃塞或将玻璃塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔 （6）计算可得本实验的产率为________。 【答案】 （1）C （2）提高反应的产率 （3） C （4）除去浓硫酸和未反应的苯甲酸 苯甲酸乙酯中混有未除净的苯甲酸，在受热至 100℃时发生升华 （5）AD （6）90.02% 【解析】 （1）圆底烧瓶加热时盛装的液体不超过容积的 2 3 ，所加液体总体积为 25 20 4 49(mL)   ， 故选用 100mL 的圆底烧瓶，故答案为：C； （2）根据平衡移动原理，利用分水器不断分离除去反应生成的水，能使反应正向进行， 提高反应的产率，故答案：为提高反应的产率； （3）步骤②的主要目的是蒸出反应液中的环已烷和乙醇，根据上述表格可知，环已烷和 乙醇的沸点分别为 78.3℃和 80.7℃，蒸馏温度应略高于 80.7℃，故温度选择 85~90℃， 故答案为：C； （4） 2 3Na CO 是具有碱性的强碱弱酸盐，能中和作催化剂的浓硫酸及未反应的苯甲酸，若 加入 2 3Na CO 的量不足，则苯甲酸可能未完全除尽，根据已知，苯甲酸受热至 100℃时会 发生升华，故答案为：除去浓硫酸和未反应的苯甲酸；苯甲酸乙酯中混有未除净的苯甲酸， 在受热至 100℃时发生升华； （5）放气时，分液漏应倒置，缓慢打开旋塞，B 选项错误；经几次振摇并放气后，静置时 应置于铁架台上，不能手持，C 选项项错误；故答案为：AD； （6）根据公式 mn= M ，12.20 g 苯甲酸的物质的量为   12.20gn = =0.1mol122g mol 苯甲酸 ，根据 方程式可得，n(苯甲酸甲酯)=n(苯甲酸)，则理论上可得苯甲酸乙酯的质量 m(苯甲酸甲 酯)=0.1mol×150g/mol=15g，而再根据公式 m=ρ V 可知，实际得到的苯甲酸乙酯的质量 为 3 312.86 cm 1.05 g cm 13.503 g   ，则根据产率计算公式 = 100%实际产量产率 理论产量 ， 13.503g= 100%=90.02%15g 苯甲酸甲酯的产率 ，故答案为 90.02%。 8.某实验小组用如图所示装置制备一硝基甲苯(包括对硝基甲苯和邻硝基甲苯)，反应原理： 实验步骤：①浓硝酸与浓硫酸按体积比 1：3 配制混合溶液(即混酸)共 40mL； ②在三颈烧瓶中加入 13g 甲苯(易挥发)，按图所示装好药品和其他仪器； ③向三颈烧瓶中加入混酸； ④控制温度约为 50～55℃，反应大约 10min，三颈烧瓶底部有大量淡黄色油状液体出现； ⑤分离出一硝基甲苯，经提纯最终得到对硝基甲苯和邻硝基甲苯共 15g。 相关物质的性质如下： 有机物 密度/(g·cm-3) 沸点/℃ 溶解性 甲苯 0.866 110.6 不溶于水 对硝基甲 苯 1.286 237.7 不溶于水，易溶于液态烃 邻硝基甲 苯 1.162 222 不溶于水，易溶于液态烃 （1）A 的仪器名称是 。 （2）水浴加热的优点是 。 （3）配制混酸的方法是_ _。 （4）若实验后在三颈烧瓶中收集的产物较少，可能的原因 是 。 （5）分离反应后产物的方案如下： 混合液 操作 1 的名称是 ，操作 2 中不需要用到下列仪器中的 (填序号)。 a．冷凝管 b．酒精灯 c．温度计 d．分液漏斗 e．蒸发皿 （6）本实验中邻、对硝基甲苯的产率为 (结果保留至小数点后一位数 字)。 【答案】 （1）分液漏斗 （2）受热均匀，易于控制温度 （3）量取 10mL 浓硝酸倒入烧杯中，再量取 30mL 浓硫酸沿烧杯内壁缓缓注入烧杯并不 断搅拌 （4）产物较少的原因：一是反应物的挥发所致；二是温度过高，副反应多 （5）分液 de （6）77.5% 【解析】 （1）根据图示，仪器 A 是分液漏斗，故答案为：分液漏斗； （2）水浴加热可以使受热均匀、而且易于控制温度，故答案为：受热均匀、易于控制温 度； （3）浓硫酸的密度大于硝酸，浓硝酸中有水，浓硫酸溶于水会放热，所以配制混合酸的 方法是：量取 10mL 浓硝酸倒入烧杯中，再量取 30mL 浓硫酸沿烧杯内壁缓缓注入烧杯并 不断搅拌，故答案为：量取 10mL 浓硝酸倒入烧杯中，再量取 30mL 浓硫酸沿烧杯内壁缓 缓注入烧杯并不断搅拌； （4）若实验后在三颈瓶中收集到的产物较少，可能的原因是温度过高，导致 HNO3 大量 挥发，也可能是温度过高，副反应较多，故答案为：温度过高，导致 HNO3 大量挥发或温 度过高，副反应多； （5）因为经过操作 1 分离得到的是无机和有机两种液体，而有机物和无机物是不相溶的， 因此操作 1 是分液；分离两种沸点的不同有机混合物，可以采用蒸馏的方法，所以操作 2 为蒸馏，蒸馏用到的仪器主要有：酒精灯、温度计、冷凝管，用不到的是分液漏斗、蒸发 皿，故选 de，故答案为：分液；de； （6）根椐方程式 ，1mol 甲苯可以得到 1mol 对硝基甲苯或 1mol 邻硝基甲苯，则 92g 的甲苯可以得到 137g 的对硝基苯或 137g 的邻硝基苯，因此 13g 的甲苯能得到邻、对硝基苯的质量为13 2 137 9  g=19.35g，所以邻、对硝基苯的产率 =19 15g .35g ×100%=77.5%，故答案为：77.5%。 【点睛】 本题的易错点为（6），要注意题干提供的方程式只是反应原理，不是完整的反应方 程式，不能根据 1mol 甲苯可以得到 1mol 对硝基甲苯和 1mol 邻硝基甲苯计算。 9．乙醚极易挥发、微溶于水、是良好的有机溶剂。乙醇与浓硫酸的混合物在不同温度下反应 能生成乙烯或乙醚。某实验小组用下图装置制取乙醚和乙烯。 制乙醚：在蒸馏烧瓶中先加入 10 mL 乙醇，慢慢加入 10 mL 浓硫酸，冷却，固定装置。 加热到 140℃时，打开分液漏斗活塞，继续滴加 10 mL 乙醇，并保持 140℃，此时烧瓶 c 中收集到无色液体。 （1）Ⅰ和Ⅱ是反应发生装置，应该选择______（选答“Ⅰ”或“Ⅱ”）与装置Ⅲ相连。 （2）乙醇通过分液漏斗下端连接的长导管插入到液面下加入，目的有二，一是使反应物 充分混合，二是_________________。 （3）Ⅲ中水冷凝管的进水口是______（选答“a”或“b”）。冰盐水的作用是 ___________。 （4）有同学认为以上装置还不够完善，一是溴水可能倒吸，二是尾气弥漫在空气中遇明 火危险。该同学设计了以下几种装置与导管 d 连接，你认为合理的是（选填编号）_______。 （5）反应一段时间后，升温到 170℃，观察到反应物变为黑色，溴水褪色。写出实验过 程中所有生成气体的反应方程 式 。 （6）实验中收集到的乙醚产品中可能含有多种杂质。某同学设计了以下提纯方案： ①分液步骤除去产品中的酸性杂质，则 X 可以是________________。 ②蒸馏操作可除去的杂质是____________。 （7）工业乙醚常因接触空气和光而被氧化，含有少量过氧化物，除去过氧化物的试剂及 操作分别是（选填编号）______________。 a．CCl4、萃取 b．Na2SO3 溶液、分液 c．Na2SO4 溶液、过滤 d．酸化的 FeSO4 溶液、分液 【答案】 （1）I （2）防止乙醇挥发 （3）b 冷凝液化乙醚 （4） c、d （5）CH3CH2OH＋6H2SO4 2CO2↑＋6SO2↑＋9H2O；C＋2H2SO4 CO2↑＋ 2SO2↑＋2H2O；CH3CH2OH C2H4↑＋H2O；CH3CH2OH＋ 2H2SO4 2C＋2SO2↑＋5H2O （6） ①NaOH ②乙醇（CH3CH2OH） （7） b、d 【解析】 （1）制取乙醚的温度是控制混合液的温度为 140℃，温度计的水银球要插在液面以下， 故选装置Ⅰ，故答案为：Ⅰ； （2）乙醇具有挥发性，要通过分液漏斗下端连接的长导管插入到液面下加入，故答案为： 防止乙醇挥发； （3）逆流冷却的效果较好，所以进水口为 b，根据乙醚的沸点可知，冰盐水的作用是冷 凝液化乙醚，加以收集，故答案为：b；冷凝液化乙醚； （4）c、d 是可以防止倒吸的装置，并且可以实现乙醚的分离，a 中不能将溴乙烷和乙醚 分离开来，b 装置会导致倒吸现象，故选 c、d； （5）乙醇和浓硫酸在一定的温度下发生消去反应生成乙烯，浓硫酸的强氧化性会将乙醇 氧化为二氧化碳或是碳单质等，发生的化学反应有：CH3CH2OH＋6H2SO4 2CO2↑ ＋6SO2↑＋9H2O；C＋2H2SO4 CO2↑＋2SO2↑＋2H2O； CH3CH2OH C2H4↑＋H2O；CH3CH2OH＋2H2SO4 2C＋2SO2↑＋ 5H2O，故答案为：CH3CH2OH＋6H2SO4 2CO2↑＋6SO2↑＋9H2O；C＋ 2H2SO4 CO2↑＋2SO2↑＋2H2O；CH3CH2OH C2H4↑＋H2O； CH3CH2OH＋2H2SO4 2C＋2SO2↑＋5H2O； （6）①分液步骤除去产品中的酸性杂质可以用碱液，如氢氧化钠，故答案为：NaOH； ②蒸馏可以将沸点不同的物质进行分离，乙醇的沸点较低，可用蒸馏的方法除去乙醚中的 乙醇，故答案为：乙醇(CH3CH2OH)； （7）具有还原性的物质亚硫酸钠、酸化的 FeSO4 溶液可以和氧化剂过氧化物发生反应， 生成硫酸钠、硫酸铁的水溶液，而乙醚是难溶于水的物质，可以分层，再分液即可分离， 故答案为：b、d。 10．氨基甲酸铵（H2NCOONH4）是一种易分解、易水解的白色固体，易溶于水，难溶于 CCl4， 某研究小组用如图 1 所示的实验装置制备氨基甲酸铵。 反应原理：2NH3(g)+CO2(g) NH2COONH4(s) △H＜0。 （1）仪器 2 的名称是 。仪器 3 中 NaOH 固体的作用 是 。 （2）①打开阀门 K，仪器 4 中由固体药品所产生的气体就立即进入仪器 5，则该固体药品 的名称为 。 ②仪器 6 的一个作用是控制原料气按反应计量系数充分反应，若反应初期观察到装置 内稀硫酸溶液中产生气泡，应该 （填“加快”、“减慢”或“不改变”） 产生氨气的流速。 （3）另有一种制备氨基甲酸铵的反应器（CCl4 充当惰性介质）如图 2： ①图 2 装置采用冰水浴的原因 为 。 ②当 CCl4 液体中产生较多晶体悬浮物时，即停止反应， (填操作名称) 得到粗产品。 为了将所得粗产品干燥可采取的方法是 。 A．蒸馏 B．高压加热烘干 C．真空微热烘干 （4）①已知氨基甲酸铵可完全水解为碳酸氢铵，则该反应的化学方程式 为 。 ②为测定某样品中氨基甲酸铵的质量分数，某研究小组用该样品进行实验。已知杂质不参 与反应，请补充完整测定某样品中氨基甲酸铵质量分数的实验方案：用天平称取一定质量的样 品，加水溶解， __ ，测量 的数据取平均值进行计算（限选试剂：蒸馏水、澄清石灰水、Ba(OH)2 溶液）。 【答案】 （1）三颈烧瓶 干燥氨气，防止生成的氨基甲酸铵水解 （2）干冰 加快 （3）①降低温度，有利于提高反应物的转化率，防止因反应放热造成 NH2COONH4 分解 ②过滤 C （4）①NH2COONH4+2H2O=NH4HCO3+NH3•H2O 或 NH2COONH4+H2O=NH4HCO3+NH3↑ ②加入足量氢氧化钡溶液，充分反应后，过滤、用蒸馏水洗涤所得沉淀、干燥后称量沉 淀的质量，重复 2～3 次 【解析】根据装置：仪器 2 制备氨气，由于氨基甲酸铵易水解，所以用仪器 3 干燥氨气， 利用仪器 4 制备干燥的二氧化碳气体，在仪器 5 中发生 2NH3(g)+CO2(g)⇌NH2COONH4(s) 制备氨基甲酸铵； （1）根据图示，仪器 2 的名称三颈烧瓶；仪器 3 中 NaOH 固体的作用是干燥氨气，防止 生成的氨基甲酸铵水解；故答案为：三颈烧瓶；干燥氨气，防止生成的氨基甲酸铵水解； （2）①反应需要氨气和二氧化碳，仪器 2 制备氨气，仪器 4 制备干燥的二氧化碳气体， 立即产生干燥的二氧化碳气体，则为干冰；故答案为：干冰； ②氨气易溶于稀硫酸，二氧化碳难溶于稀硫酸，若反应初期观察到装置内稀硫酸溶液中产 生气泡，说明二氧化碳过量，应该加快产生氨气的流速；故答案为：加快； （3）①该反应为放热反应，温度升高不利于合成，故采用冰水浴可以降低温度，有利于 提高反应物的转化率，防止因反应放热造成 H2NCOONH4 分解；故答案为：降低温度， 有利于提高反应物的转化率，防止因反应放热造成 H2NCOONH4 分解； ②当 CCl4 液体中产生较多晶体悬浮物时，即停止反应，过滤，为防止 H2NCOONH4 分解， 真空微热烘干粗产品；故答案为：过滤；C； （4）①氨基甲酸铵可完全水解为碳酸氢铵，反应为： NH2COONH4+2H2O=NH4HCO3+NH3•H2O 或 NH2COONH4+H2O=NH4HCO3+NH3↑； 故答案为：NH2COONH4+2H2O=NH4HCO3+NH3•H2O 或 NH2COONH4+H2O=NH4HCO3+NH3↑； ②测定某样品中氨基甲酸铵的质量分数，可以使其水解得到 NH4HCO3，用氢氧化钡沉淀 得到碳酸钡沉淀，通过碳酸钡的质量可得氨基甲酸铵的质量，进而可得其质量分数，具体 方法为：用天平称取一定质量的样品，加水溶解，加入足量氢氧化钡溶液，充分反应后， 过滤、用蒸馏水洗涤所得沉淀、干燥后称量沉淀的质量，重复 2～3 次，测量的数据取平 均值进行计算；故答案为：加入足量氢氧化钡溶液，充分反应后，过滤、用蒸馏水洗涤所 得沉淀、干燥后称量沉淀的质量，重复 2～3 次。 11．三苯甲醇是有机合成中间体。实验室用格式试剂（ ）与二苯酮反应制备三苯甲 醇。 已知：①格式试剂非常活泼，易与水反应 实验过程如下： ①合成格氏试剂：实验装置如图 1 所示，向三颈烧瓶加入 0.75g 镁屑和 1 小粒碘，装好装 置，在恒压漏斗中加入 3.20 mL 溴苯（0.03 mol）和 15.00 mL 乙醚混匀，开始缓慢滴入 三颈烧瓶，滴完后待用。 ②制备三苯甲醇：实验装置如图 1 所示，将 5.5g 二苯酮与 15 mL 乙醇在恒压漏斗中混匀， 滴入三颈烧瓶。40℃左右水浴回流 0.5h，加入 20mL 饱和氯化铵溶液，使晶体析出，经过 系列操作得到粗产品。 ③提纯：用图 2 所示装置进行提纯，最后冷却抽滤. （1）实验中乙醚溶剂必须预先用_______试剂除去溶解在其中痕量的水，再经过_______ 得到； A 浓硫酸 B 金属钠 C 过滤 D 蒸馏 （2）图 1 实验中，实验装置存在缺陷，应在球形冷凝管上连接_________装置； （3）合成格氏试剂过程中，如果混合液滴加过快将导致格氏试剂产率下降，其原因是 _______； （4）在制备三苯甲醇的过程中，不能先将 20mL 饱和氯化铵溶液一起加入后再水浴回流 的原因是__________； （5）步骤②中系列操作为_________、过滤、洗涤、_________； A 蒸发结晶 B 冷却结晶 C 高温烘干 D 滤纸吸干 （6）下列关于减压过滤的操作或说法正确的是________ A 滤纸大小适当，盖满所有孔，用溶剂润湿滤纸，微开水龙头，抽气使滤纸紧贴漏斗瓷板 上 B 不宜过滤胶状沉淀，因为胶状沉淀颗粒太小易在滤纸上形成一层密实的沉淀 C 减压过滤完毕，先关闭水龙头，后拆下连接抽气泵和吸滤瓶的橡皮管，防止倒吸 D 实验过程要注意吸滤瓶内液面高度，当快到达支管口位置时，应先拔掉吸滤瓶上的橡皮 管，再从支管口倒出滤液 E 当过滤的溶液具有强酸性、强氧化性时，可用玻璃纤维代替滤纸或用玻璃砂漏斗代替布 氏漏斗 （7）通过提纯得到产品 4.00g，则本实验产率为_________（计算结果保留 3 位有效数字） 【答案】（1）B C （2）干燥 （3）滴加过快导致生成的格氏试剂与溴苯反应生成副产物联苯，导致格氏试剂产率下降 （4）先将 20ml 饱和氯化铵溶液一起加入会导致格氏试剂与水反应，使三苯甲醇产率降低 （5）B D （6）A E （7）0.513 【解析】（1）乙醚中含有极少量水时通常用金属钠干燥，然后经过过滤得到无水乙醚； 故答案为：B；C； （2）已知格氏试剂非常活泼，易与水反应，故在制备格林试剂中为防止格林试剂变质， 应在球形冷凝管上连接干燥装置；故答案为：干燥； （3）根据题目信息，滴入过快会产生联苯，使格林试剂产率下降，故合成格氏试剂过程 中，缓慢滴加混合液；故答案为：滴加过快导致生成的格氏试剂与溴苯反应生成副产物联 苯，导致格氏试剂产率下降； （4）格式试剂非常活波，易与水反应，加入饱和氯化铵溶液会发生反应导致三苯甲醇产 率减小；故答案为：先将 20ml 饱和氯化铵溶液一起加入会导致格氏试剂与水反应，使三 苯甲醇产率降低； （5）反应结束后，反应液冷却结晶、过滤、洗涤、滤纸吸干可得到三苯甲醇晶体；故答 案为：B；D； （6）A．滤纸略小于布氏漏斗，但要把所有的孔都覆盖，并用蒸馏水润湿滤纸，微开水龙 头，抽气使滤纸紧贴在漏斗瓷板上，故 A 正确； B．抽滤不宜用于过滤胶状沉淀，因为胶状颗粒容易透过滤纸，故 B 错误； C．由于装置中存在压强差，所以抽滤结束后，应先拆下连接抽气泵和吸滤瓶的橡皮管， 后关闭水龙头，故 C 错误； D．注意吸滤瓶内液面高度，当吸滤瓶中液面快达到支管口位置时，应拔掉吸滤瓶上的橡 皮管，从吸滤瓶上口倒出溶液，故 D 错误； E．当过滤的溶液具有强酸性、强氧化性时，可能会与滤纸发生反应，可用玻璃纤维代替 滤纸或用玻璃砂漏斗代替布氏漏斗，故 E 正确； 故答案为：AE； （7）0.03mol 溴苯理论上得到 0.03mol 格林试剂，则理论上得到三苯甲醇 0.03mol，即理 论上生成的三苯甲醇的质量为 0.03mol×260g/mol＝7.80g，故产率为： 4.00g 7.8g ×100% ＝0.513；故答案为：0.513。 【点睛】解答本题需要注意题目信息与相关基础知识联合分析，步骤的操作方法和注意问题 是解题关键。 12．有“退热冰”之称的乙酰苯胺具有退热镇痛作用，是较早使用的解热镇痛药，纯乙酰苯胺 是一种白色有光泽片状结晶，不仅本身是重要的药物，而且是磺胺类药物的原料，可用作 止痛剂、退热剂、防腐剂和染料中间体。实验室用苯胺与乙酸合成乙酰苯胺的反应和实验 装置如图(夹持及加热装置略)： +CH3COOH +H2O 注：①苯胺与乙酸的反应速率较慢，且反应是可逆的。 ②苯胺易氧化，加入少量锌粉，防止苯胺在反应过程中氧化。 ③刺形分馏柱的作用相当于二次蒸馏，用于沸点差别不太大的混合物的分离。 可能用到的有关性质如下：(密度单位为 g/cm3) 名称 相对分 子质量 性状 密度 /g∙cm3 熔点/℃ 沸点/ 溶解度 g/100g 水 g/100g 乙醇 苯胺 93.12 棕黄 色油 状液 体 1.02 -6.3 184 微溶 ∞ 冰醋 酸 60.052 无色 透明 液体 1.05 16.6 117.9 ∞ ∞ 乙酰 苯胺 135.16 无色 片状 晶体 1.21 155~156 280~290 温度高， 溶解度 大 较水中大 合成步骤： 在 50mL 圆底烧瓶中加入 10mL 新蒸馏过的苯胺和 15mL 冰乙酸(过量)及少许锌粉(约 0.1g)。用刺形分馏柱组装好分馏装置，小火加热 10min 后再升高加热温度，使蒸气温度 在一定范围内浮动 1 小时。在搅拌下趁热快速将反应物以细流倒入 100mL 冷水中冷却。 待乙酰苯胺晶体完全析出时，用布氏漏斗抽气过滤，洗涤，以除去残留酸液，抽干，即得 粗乙酰苯胺。 分离提纯： 将粗乙酰苯胺溶于 300mL 热水中，加热至沸腾。放置数分钟后，加入约 0.5g 粉未状 活性炭，用玻璃棒搅拌并煮沸 10min，然后进行热过滤，结晶，抽滤，晾干，称量并计算 产率。 （1）由于冰醋酸具有强烈刺激性，实验中要在 内取用，加入过量冰醋酸的目的 是 。 （2）反应开始时要小火加热 10min 是为了 。 （3）实验中使用刺形分馏柱能较好地提高乙酰苯胺产率，试从化学平衡的角度分析其原 因： 。 （4）反应中加热方式可采用 (填“水浴”“油浴”或"直接加热”)，蒸气温度 的最佳范围是 (填字母代号)。 a．100~105℃ b．117.9~184℃ c．280~290℃ （5）判断反应基本完全的现象是 ，洗涤乙酰苯胺粗品最合适的试剂 是 (填字母代号)。 a．用少量热水洗 b．用少量冷水洗 c．先用冷水洗，再用热水洗 d．用酒精洗 （6）分离提纯乙酰苯胺时，在加入活性炭脱色前需放置数分钟，使热溶液稍冷却，其目 的是 ，若加入过多的活性炭，使乙酰苯胺的产率 (填 “偏大”“偏小”或“无影响”)。 （7）该实验最终得到纯品 7.36g，则乙酰苯胺的产率是 %(结果保留 一位小数)。 【答案】 （1）通风橱 促进反应正向进行，提高苯胺的转化率 （2）让苯胺与乙酸反应成盐 （3）使用刺形分馏柱可以很好地将沸点差别不太大的乙酸和水分开，只将生成的水蒸出， 使平衡向生成乙酸苯胺的方向移动，乙酸又可以回流到烧瓶内继续反应，从而提高乙酰苯 胺的产率 （4）油浴 a （5）冷凝管中不再有液滴流下 b （6）防止暴沸 偏小 （7）49.7 【解析】 （1）由于冰醋酸具有强烈刺激性，易扩散到室内空气中，损害人的呼吸道，所以实 验中要在通风橱内取用；苯胺与冰醋酸的反应为可逆反应，加入过量冰醋酸的目的，促进 平衡正向移动，提高苯胺的转化率。答案为：通风橱；促进反应正向进行，提高苯胺的转 化率； （2）可逆反应进行比较缓慢，需要一定的时间，且乙酸与苯胺反应是先生成盐，后 发生脱水反应，所以反应开始时小火加热 10min，是为了让苯胺与乙酸反应成盐。答案为： 让苯胺与乙酸反应成盐； （3）反应可逆，且加热过程中反应物会转化为蒸气，随水蒸气一起蒸出，实验中使 用刺形分馏柱，可将乙酸、苯胺的蒸气冷凝，让其重新流回反应装置内，同时将产物中的 水蒸出，从而提高乙酰苯胺的产率，从化学平衡的角度分析其原因是：使用刺形分馏柱可 以很好地将沸点差别不太大的乙酸和水分开，只将生成的水蒸出，使平衡向生成乙酸苯胺 的方向移动，乙酸又可以回流到烧瓶内继续反应，从而提高乙酰苯胺的产率。答案为：使 用刺形分馏柱可以很好地将沸点差别不太大的乙酸和水分开，只将生成的水蒸出，使平衡 向生成乙酸苯胺的方向移动，乙酸又可以回流到烧瓶内继续反应，从而提高乙酰苯胺的产 率； （4）反应中需要将生成的水蒸出，促进平衡正向移动，提高产率。水的沸点是 100℃， 而冰醋酸的沸点为 117.9℃，温度过高会导致反应物的挥发，温度过低反应速率太慢，且 不易除去水，所以加热温度应介于水与乙酸的沸点之间，不能采用水浴反应，加热方式可 采用油浴，最佳温度范围是 a。答案为：油浴；a； （5）不断分离出生成的水，可以使反应正向进行，提高乙酰苯胺的产率，反应基本完全 时，冷凝管中不再有液滴流下；乙酰苯胺易溶于酒精和热水，所以洗涤粗品最合适的试剂 是用少量的冷水洗，以减少溶解损失。答案为：冷凝管中不再有液滴流下；b； （6）分离提纯乙酰苯胺时，若趁热加入活性炭，溶液会因受热不均而暴沸，所以在加入 活性炭脱色前需放置数分钟，使热溶液稍冷却，其目的是防止暴沸，若加入过多的活性炭， 则会吸附一部分乙酰苯胺，使乙酰苯胺的产率偏小。答案为：防止暴沸；偏小； （7）苯胺的物质的量为 310mL 1.02g/cm 93.12g/mol  =0.11mol，理论上完全反应生成乙酰苯胺的质 量为 0.11mol×135.16g/mol=14.8g，该实验最终得到纯品 7.36g，则乙酰苯胺的产率是 7.36g 100%14.8g  =49.7%。答案为：49.7。 【点睛】 乙酸与苯胺反应生成乙酰苯胺的反应是一个可逆反应，若想提高反应物的转化率或生 成物的产率，压强和催化剂都是我们无须考虑的问题，温度是我们唯一可以采取的措施。 因为反应物很容易转化为蒸气，若不控制温度，反应物蒸出，转化率则会降低，所以温度 尽可能升高，但同时要保证其蒸气不随水蒸气一起蒸出，这样就需要我们使用刺形分馏柱， 并严格控制温度范围。 13．过氧乙酸(CH3COOOH)是一种高效消毒剂，性质不稳定遇热易分解，可利用高浓度的双 氧水和冰醋酸反应制得，某实验小组利用该原理在实验室中合成少量过氧乙酸。装置如图 所示。回答下列问题： 已知：①常压下过氧化氢和水的沸点分别是 158℃和 100℃。 ②过氧化氢易分解，温度升高会加速分解。 ③双氧水和冰醋酸反应放出大量的热。 （1）双氧水的提浓：蛇形冷凝管连接恒温水槽，维持冷凝管中的水温为 60℃，c 口接抽 气泵，使装置中的压强低于常压，将滴液漏斗中低浓度的双氧水(质量分数为 30%)滴入蛇 形冷凝管中。 ①蛇形冷凝管的进水口为___________。 ②向蛇形冷凝管中通入 60℃水的主要目的是 。 ③高浓度的过氧化氢最终主要收集在______________(填圆底烧瓶 A/圆底烧瓶 B)。 （2）过氧乙酸的制备：向 100mL 的三颈烧瓶中加入 25mL 冰醋酸，滴加提浓的双氧水 12mL，之后加入浓硫酸 1mL，维持反应温度为 40℃，磁力搅拌 4h 后，室温静置 12h。 ①向冰醋酸中滴加提浓的双氧水要有冷却措施，其主要原因是__________。 ②磁力搅拌 4h 的目的是____________。 （3）取 V1mL 制得的过氧乙酸溶液稀释为 100mL，取出 5.0mL，滴加酸性高锰酸钾溶液 至溶液恰好为浅红色(除残留 H2O2)，然后加入足量的 KI 溶液和几滴指示剂，最后用 0.1000mol/L 的 Na2S2O3 溶液滴定至终点，消耗标准溶液 V2mL(已知：过氧乙酸能将 KI 氧化为 I2；2Na2S2O3＋I2＝Na2S4O6＋2NaI)。 ①滴定时所选指示剂为_____________，滴定终点时的现象为___________。 ②过氧乙酸与碘化钾溶液反应的离子方程式为_________。 ③制得过氧乙酸的浓度为________mol/L。 【答案】 （1）①a ②使低浓度双氧水中的水变为水蒸气与过氧化氢分离 ③圆底烧瓶 A （2）①防止过氧化氢和过氧乙酸因温度过高大量分解 ②使过氧化氢和冰醋酸充分 反应 （3）①淀粉溶液 滴入最后一滴标准溶液，溶液蓝色刚好褪去，且半分钟不再改变 ② CH3COOOH＋2H＋＋2I－＝I2＋CH3COOH＋H2O ③ 2 1 V V 【解析】 ①蛇形冷凝管的进水口在下面，即图中 a，出水口在上面； 答案为：a； ②实验目的是双氧水的提浓，需要水分挥发、避免双氧水分解，故向蛇形冷凝管中通入 60℃ 水，主要目的为使低浓度双氧水中的水变为水蒸气与过氧化氢分离； 答案为：使低浓度双氧水中的水变为水蒸气与过氧化氢分离； ③圆底烧瓶 B 收集的是挥发又冷凝后的水，故高浓度的过氧化氢最终主要收集在圆底烧瓶 A； 答案为：圆底烧瓶 A ； （2）①用高浓度的双氧水和冰醋酸反应制过氧乙酸，双氧水和冰醋酸反应放出大量的热， 而过氧乙酸性质不稳定遇热易分解，过氧化氢易分解，温度升高会加速分解，故向冰醋酸 中滴加提浓的双氧水要有冷却措施，主要防止过氧化氢和过氧乙酸因温度过高大量分解； 答案为：防止过氧化氢和过氧乙酸因温度过高大量分解； ②磁力搅拌能增大反应物的接触面积，便于过氧化氢和冰醋酸充分反应； 答案为：使过氧化氢和冰醋酸充分反应； （3）①硫代硫酸钠滴定含碘溶液，所选指示剂自然为淀粉，碘的淀粉溶液呈特殊的蓝色， 等碘消耗完溶液会褪色，滴定终点时的现象为：滴入最后一滴标准溶液，溶液蓝色刚好褪 去，且半分钟不再改变； 答案为：淀粉溶液；滴入最后一滴标准溶液，溶液蓝色刚好褪去，且半分钟不再改变 ； ②过氧乙酸与碘化钾溶液反应的离子反应，碘单质为氧化产物，乙酸为还原产物，故离子 方程式为：CH3COOOH＋2H＋＋2I－＝I2＋CH3COOH＋H2O； 答案为：CH3COOOH＋2H＋＋2I－＝I2＋CH3COOH＋H2O ； ③通过 CH3COOOH＋2H＋＋2I－＝I2＋CH3COOH＋H2O 及滴定反应 2Na2S2O3＋I2＝ Na2S4O6＋2NaI，找出过氧乙酸和硫代硫酸钠的关系式为： 3 2 2 2 3CH COOOH ~ I ~ 2Na S O ， 3 2 2 2 3 3 2 CH COOOH ~ I ~ 2Na S O 1mol 2mol 0.1000mol/L V 10 Lx   ，得 x=5.000×V2×10-5mol，则原过氧乙酸的 浓度 5 2 2 3 1 1 100mL5.000 10 mol 5.0mL mol/L10 V Vc V L V        ； 答案为： 2 1 V V 。 14．生物柴油是指由动植物油脂（脂肪酸甘油三酯）与醇（甲醇或乙醇）经酯交换反应得到的 脂肪酸单烷基酯，可以替代普通柴油使用的清洁的可再生能源。某同学利用菜籽油与甲醇 制备生物柴油，其原理及实验步骤： ①称取 4.6g CH3OH 和 0.2g NaOH 依次放入锥形瓶中，充分震荡得 NaOH 溶液甲醇溶 液； ②将 20g 菜籽油、20g 正己烷（作溶剂）、步骤 1 配得的 NaOH 甲醇溶液一次加入到三 口烧瓶中； ③安装装置（如图）恒温水浴加热，使温度保持在 60~65℃左右，搅拌速度 400r/min， 回流 1.5h~2h; ④冷却、分液、水洗、回收溶剂并得到生物柴油。 回答下列问题： （1）仪器 a 的名称是_________________ 。 （2）试验中取用的甲醇与油脂的物质的量之比约为 6:1，甲醇过量的主要目的是 ________________；NaOH 的用量不宜过多，其原因是____________________________。 （3）步骤 4 的液体分为两层，上层为生物柴油、正己烷和甲醇。下层主要为甘油、分离 出下层液体的方法是_______________________________________ ；上层液体需用温水洗 涤，能说明已洗涤干净的依据是____________________________________。 （4）碘值是指每 100g 油品所能吸收碘（I2）的质量。测定产品碘值得步骤如下： I.准确称取 m g 油品，注入碘量瓶中，向碘量瓶中加入 20 mL 氯仿溶解后，加入 25.00mL 韦氏碘液，（IBr 溶液及催化剂，发生反应： ），立即加 塞，摇匀后，将碘量瓶放于黑暗处。 II.30min 后立即加入 20 mL 15%的碘化钾溶液和 100 mL 水，发生反应的化学方程式为 __________________________________________ ，不断震荡，用 c mol·L-1 的 Na2S2O3 溶液滴定至溶液呈浅黄色时，加入 1mL 淀粉指示剂，继续滴定（I2 + 2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6），至终点是消耗 V1 mL Na2S2O3 溶液。滴定终点的现象是 ______________________________________________ 。 III.另做空白对照试验，除不加油品外，其余操作同上，至终点时消耗 V2 mL Na2S2O3 溶液。 则测得的油品的碘值为__________________ g/100g (列出计算表达式） 【答案】 （1）蛇形冷凝管 （2） 提高油脂的转化率 防止油脂在碱性条件下水解分解生物柴油使得产品产率降低 （3）静置分液漏斗，待分层后，将下层液体从下口放出 用 pH 试纸检验，水相呈中性 （4）KI+IBr=I2+KBr 加入最后一滴 Na2S2O3 溶液，溶液由蓝色变为无色，且半分钟内无变化   3 2 1127c V V 10 100m    【解析】 （1）回流装置用蛇形冷凝管或球形冷凝管； （2）增大反应物 CH3OH 的用量可提高油脂的转化率，油脂是酯类物质，在酸性或碱性 条件下都能水解； （3）用分液漏斗分液时，获取下层液体的方法是静置分液漏斗，待分层后，将下层液体 从下口放出，后关闭活塞，从分液漏斗上口倒出上层液体；上层液体为生物柴油、正己 烷及甲醇，可能含有少量的 NaOH 溶液，用水洗涤时，可用 pH 试纸检验，水呈中性时， 表明已洗涤干净； （4）II. 加入碘化钾溶液和 100 mL 水，碘化钾与 IBr 反应生成碘单质和溴化钾，碘单质遇 淀粉变蓝，加入 Na2S2O3 溶液与碘单质反应生成碘离子，滴定终点的现象溶液由蓝色变 为无色，且半分钟内无变化； III. 根据关系式：I2 ~ 2Na2S2O3 可得，求出不加油品时，碘单质的质量，再求加油品时， 碘单质的质量，油品消耗的碘单质的物质的量等于不加油品时碘单质的质量减去加油品 时碘单质的质量，最后求出油品的碘值。 【详解】 （1）该装置是回流装置，仪器 a 的名称是蛇形冷凝管，故答案为：蛇形冷凝管； （2）加入甲醇在 NaOH 和正己烷共同作用下，发生酯交换反应，因此增大反应物 CH3OH 的用量可提高油脂的转化率；油脂是酯类物质，在酸性或碱性条件下都能水解，所以 NaOH 的用量不宜过多的原因是防止油脂在碱性条件下水解和分解生物柴油使得产品 产率降低，故答案为：提高油脂的转化率；防止油脂在碱性条件下水解分解生物柴油使 得产品产率降低； （3）用分液漏斗分液时，获取下层液体的方法是静置分液漏斗，待分层后，将下层液体 从下口放出；上层液体为生物柴油、正己烷及甲醇，可能含有少量的 NaOH 溶液，用 水洗涤时，可用 pH 试纸检验，水呈中性时，表明已洗涤干净，故答案为：先分离出下 层液体然后关闭活塞，从分液漏斗上口倒出上层液体；用 pH 试纸检验，水相呈中性； （4）II. 加入碘化钾溶液和 100 mL 水，碘化钾与 IBr 反应生成碘单质和溴化钾，其化学反 应方程式为 KI+IBr=I2+KBr；碘单质遇淀粉变蓝，加入 Na2S2O3 溶液与碘单质反应生成碘 离子，滴定终点的现象是加入最后一滴 Na2S2O3 溶液，溶液由蓝色变为无色，且半分钟 内无变化，故答案为：KI+IBr=I2+KBr；加入最后一滴 Na2S2O3 溶液，溶液由蓝色变为无 色，且半分钟内无变化； III. 根据关系式：I2 ~ 2Na2S2O3 可得，不加油品时，c mol·L-1 的 Na2S2O3 溶液消耗 V2 mL，则 n(I2)= 1 2 n(Na2S2O3)= 1 2 c×V2×10-3mol，加油品时，c mol·L-1 的 Na2S2O3 溶液消耗 V1 mL，则 n(I2)= 1 2 n(Na2S2O3)= 1 2 c×V1×10-3mol，那么油品消耗的碘单质的 物质的量为 n(I2)= 1 2 c×V2×10-3mol- 1 2 c×V1×10-3mol= 1 2 c(V2 -V1)×10-3mol， m(I2)=n·M=127×2× 1 2 c（V2 -V1）×10-3mol=127 c(V2 -V1)×10-3，则测得的油品的碘 值为：   3 2 1127c V V 10 100m    ，故答案为：   3 2 1127c V V 10 100m    。