2020届一轮复习全国非新高考地区版第十章微考点74挑战陌生有机物制备型探究题作业

2020届一轮复习全国非新高考地区版第十章微考点74挑战陌生有机物制备型探究题作业

‎1．(2018·安徽“江南十校”联考)丙烯酸甲酯是一种重要的工业原料，某实验小组制取丙烯酸甲酯的装置如图所示：CH2==CHCOOH＋HOCH3CH2==CHCOOCH3＋H2O ‎①取10.0 g丙烯酸和6.0 g甲醇放置于三颈烧瓶中，连接好冷凝管，用搅拌棒搅拌，水浴加热。‎ ‎②充分反应后，冷却，向混合液中加入5% Na2CO3溶液洗至中性。‎ ‎③分液，取上层油状液体，再用无水Na2SO4干燥后蒸馏，收集70～90 ℃馏分。‎ 可能用到的信息：‎ 沸点 溶解性 毒性 丙烯酸 ‎141 ℃‎ 与水互溶，易溶于有机溶剂 有毒 甲醇 ‎65 ℃‎ 与水互溶，易溶于有机溶剂 易挥发，有毒 丙烯酸甲酯 ‎80.5 ℃‎ 难溶于水，易溶于有机溶剂 易挥发 回答下列问题：‎ ‎(1)仪器c的名称是____________________。‎ ‎(2)混合液用5% Na2CO3溶液洗涤的目的是____________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)请写出配制100 g 5% Na2CO3溶液所使用的玻璃仪器_________________________。‎ ‎(4)关于产品的蒸馏操作(夹持装置未画出)，下图中有2处错误，请分别写出________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(5)为检验产率，设计如下实验：‎ ‎①将油状物质提纯后平均分成5份，取出1份置于锥形瓶中，加入2.5 mol·L－1的KOH溶液 ‎10.00 mL，加热使之完全水解。‎ ‎②用酚酞作指示剂，向冷却后的溶液中滴加0.5 mol·L－1的HCl溶液，中和过量的KOH，滴到终点时共消耗盐酸20.00 mL。‎ 计算本次酯化反应丙烯酸的转化率__________。‎ ‎2．(2019·郑州模拟)M是一种常见的工业原料，实验室制备M的化学方程式、装置示意图及有关数据如下：‎ 对甲苯乙酮 苯甲醛 M 苯甲酸 熔点/℃‎ ‎28‎ ‎－26‎ ‎75‎ 沸点/℃‎ ‎225‎ ‎179‎ ‎249‎ 水中溶解性 不溶 微溶 较小 微溶 乙醇中溶解性 易溶 混溶 较小 溶 实验步骤如下：‎ 往100 mL三颈烧瓶中依次加入1.3 g氢氧化钠、12 mL水、7.5 mL 95%乙醇、3.4 mL对甲苯乙酮、2.6 mL苯甲醛，控制反应温度在25～30 ℃，搅拌2.5～3 h。‎ 反应结束后，改用冰水浴冷却三颈烧瓶，继续搅拌至有大量固体析出。抽滤，先用冰冷的水洗涤，然后用少量冰冷的95%乙醇洗涤。抽滤，压干，得粗产物。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)苯甲醛存放过程中会部分被氧化成苯甲酸 ，提纯苯甲醛的方法是____________。‎ ‎(2)A装置中球形冷凝管的作用是__________，冷却水从________口流出。‎ ‎(3)用冰水浴冷却反应后的三颈烧瓶，析出大量固体的原因是______________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)抽滤过程中使用抽气泵抽真空前，关闭活塞______，抽滤结束打开活塞________恢复体系压强。‎ ‎(5)用水洗涤晶体的主要目的是_______________________________________________。‎ ‎(6)用95%乙醇洗涤晶体是为了除去__________________________________________。‎ 洗涤晶体的操作方法是_______________________________________________________。‎ ‎3．由正丁醇(用n－C4H9OH表示)制备正溴丁烷(沸点：101.6 ℃)的反应如下所示：‎ n－C4H9OH＋NaBr＋H2SO4―→n—C4H9Br＋NaHSO4＋H2O 副反应：n—C4H9OHCH3CH2CH==CH2↑＋H2O ‎2n—C4H9OH(n—C4H9)2O＋H2O ‎3H2SO4(浓)＋2NaBr(s)===2NaHSO4＋Br2↑＋SO2↑＋2H2O 已知反应物及其用量：固体NaBr 0.24 mol，n—C4H9OH 0.20 mol，浓H2SO4 29 mL，H2O 20 mL。‎ 制备过程经历如下五个步骤，试回答下列问题：‎ Ⅰ.投料：在圆底烧瓶中加入20 mL水，再慢慢加入29 mL浓硫酸，混合均匀并冷却至室温后，再依次加入0.20 mol 正丁醇(约18 mL)和0.24 mol溴化钠，充分振荡后加入几粒沸石。‎ ‎(1)冷却至室温后再加正丁醇和溴化钠的目的是______(填字母)。‎ A．减少HBr的挥发 B．防止正丁醇的挥发 C．防止溴化钠被氧化 D．防止温度过高导致炭化结焦 ‎(2)本反应中硫酸与溴化钠作用生成氢溴酸，氢溴酸与正丁醇作用发生取代反应生成正溴丁烷。硫酸的用量和浓度过大都对本制备不利的主要原因是________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ Ⅱ.加热回流：反应装置选择②而不选择①的原因是__________________________________‎ ‎_____________________________________________________________________________。‎ 在反应装置中冷凝水应该从______(填“A”或“B”)端进水。‎ Ⅲ.分离粗产物：反应结束待反应液冷却后，用直形冷凝管换下球形冷凝管，将其变为蒸馏装置进行蒸馏，得到的粗产物中除主产品外，还含下列选项中的______(填序号)。‎ ‎①n—C4H9OH　②SO2　③(n—C4H9)2O　④Br2‎ ‎⑤NaHSO4　⑥H2O　⑦H2SO4‎ Ⅳ.洗涤粗产物：将馏出液移至分液漏斗中，加入等体积的水洗涤后，分液得有机层。如果不能判断哪层是有机层，可以用_______________________________________________________‎ ‎______________________方法来判断。对有机层进行洗涤除杂、除水后可得到粗产品。‎ Ⅴ.收集产物：将干燥好的产物移至小蒸馏瓶中，加热蒸馏，收集99～103 ℃的馏分。要证明最终产物是n—C4H9Br，方法是_____________________________________________。‎ ‎4．三苯甲醇()是一种重要的化工原料和医药中间体，实验室合成三苯甲醇的流程如图甲所示，装置如图乙所示。‎ 已知：①格氏试剂容易水解：＋H2O―→＋Mg(OH)Br(碱式溴化镁)‎ ‎②相关物质的物理性质如下：‎ 物质 熔点/℃‎ 沸点/℃‎ 溶解性 三苯甲醇 ‎164.2‎ ‎380‎ 不溶于水，溶于乙醇、乙醚等有机溶剂 乙醚 ‎－116.3‎ ‎34.6‎ 微溶于水，溶于乙醇、苯等有机溶剂 溴苯 ‎－30.7‎ ‎156.2‎ 不溶于水，溶于乙醇、乙醚等多数有机溶剂 苯甲酸乙酯 ‎－34.6‎ ‎212.6‎ 不溶于水 Mg(OH)Br 常温下为固体 能溶于水，不溶于醇、醚等有机溶剂 ‎③三苯甲醇的相对分子质量是260，纯净固体有机物一般都有固定熔点。‎ 请回答以下问题：‎ ‎(1)图乙中玻璃仪器B的名称为_____________；装有无水CaCl2的仪器A的作用是________________________________________________________________________。‎ ‎(2)图乙中滴加液体未用普通分液漏斗而用滴液漏斗的作用是____________________；‎ 制取格氏试剂时要保持微沸，可以采用________加热方式。‎ ‎(3)制得的三苯甲醇粗产品中，含有乙醚、溴苯、苯甲酸乙酯等有机物和碱式溴化镁等杂质，‎ 可以设计如下提纯方案，请填写如下空白：‎ 其中，操作Ⅰ为________；洗涤液最好选用__________(填字母)；‎ A．水 B．乙醚 C．乙醇 D．苯 检验产品已经洗涤干净的操作为_____________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)纯度测定：称取2.60 g产品，配成乙醚溶液，加入足量金属钠(乙醚与钠不反应)，充分反应后，测得生成的气体在标准状况下的体积为100.80 mL。则产品中三苯甲醇的质量分数为__________________________________________。‎ 答案精析 ‎1．(1)分液漏斗 ‎(2)除去混合液中的丙烯酸和甲醇(降低丙烯酸甲酯的溶解度)‎ ‎(3)烧杯、玻璃棒、量筒、胶头滴管 ‎(4)温度计水银球位置、尾接管与锥形瓶接口密封 ‎(5)54.0%‎ 解析　(2)用5% Na2CO3溶液洗涤混合液是为了除去混合液中的丙烯酸和甲醇，以便蒸馏时得到较纯的丙烯酸甲酯。(3)配制100 g 5% Na2CO3溶液时，将称量的5.0 g Na2CO3固体加入烧杯中，用量筒量取95 mL的水倒入烧杯中，用玻璃棒搅拌溶解得到所配溶液，因此所需玻璃仪器有烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管。(4)蒸馏时，温度计是用来测被冷凝蒸汽温度的，故温度计水银球位置错了；尾接管与锥形瓶接口应与大气相通。(5)丙烯酸甲酯水解消耗的KOH的物质的量为2.5 mol·L－1×10.00 mL×10－3 L·mL－1－0.5 mol·L－1×20.00 mL×10－3 L·mL－1＝0.015 mol。酯化反应转化的丙烯酸的物质的量＝生成的丙烯酸甲酯物质的量＝丙烯酸甲酯水解消耗的KOH的物质的量，酯化反应丙烯酸的转化率为×100%＝54.0%。‎ ‎2．(1)蒸馏(或其他合理答案)　(2)冷凝回流　b　(3)M的溶解度随温度的降低而减小　(4)c　c　(5)除去氢氧化钠　(6)对甲苯乙酮、苯甲醛　往漏斗中添加乙醇至浸没晶体为止，抽滤，重复以上操作2至3次 解析　(1)根据表中数据可知，苯甲醛的沸点为179 ℃，苯甲酸的沸点为249 ℃，两者沸点相差较大，可用蒸馏法分离提纯。(2)球形冷凝管的作用是冷凝回流，冷却水从b口流出。(3)结合题意可知，用冰水浴冷却反应后的三颈烧瓶，析出的大量固体为M，说明M的溶解度随温度的降低而减小。(4)抽真空要关闭活塞c，抽滤结束后打开活塞c，空气进入装置恢复体系压强。(5)结合实验步骤中加入的药品知，水洗主要是为了除去氢氧化钠。(6)由表中各物质在乙醇中的溶解性可知，用95%乙醇洗涤，是为了除去对甲苯乙酮、苯甲醛。洗涤晶体的操作方法：往漏斗中添加乙醇至浸没晶体为止，抽滤，重复以上操作2至3次。‎ ‎3．Ⅰ.(1)ABC　(2)会促进副反应进行 Ⅱ.可以防止挥发性尾气进入空气污染环境　B Ⅲ.①③④⑥‎ Ⅳ.从任意一层取少量液体加水，如混溶则该层为水层，不混溶则为有机层 Ⅴ.测定产品的沸点 ‎4．(1)球形冷凝管　防止空气中的水蒸气进入装置，使格氏试剂水解 ‎(2)平衡压强，便于漏斗内试剂顺利滴下　水浴 ‎(3)蒸馏(或分馏)　A　取少量最后一次洗涤液于试管中，滴加硝酸银溶液，若无沉淀生成，则已洗涤干净 ‎(4)90%‎ 解析　(1)图乙中玻璃仪器B的名称是球形冷凝管，A的作用是防止空气中的水蒸气进入装置，使格氏试剂水解。‎ ‎(2)使用滴液漏斗可让上下气体压强相同，保证液体顺利滴下。‎ ‎(3)三苯甲醇粗产品中含有乙醚、溴苯、苯甲酸乙酯等有机物，三苯甲醇的沸点最高，所以先用蒸馏的方法除去有机杂质，碱式溴化镁溶于水不溶于有机溶剂，所以洗涤液选用水；检查洗涤是否干净的一般步骤是：取少量最后一次洗涤液于试管中，滴加硝酸银溶液，若无沉淀生成，则已洗涤干净，反之，则未洗涤干净。‎ ‎(4)由2—OH～H2，可计算出三苯甲醇的物质的量是×2＝0.009 mol，所以产品中三苯甲醇的质量是0.009 mol×260 g·mol－1＝2.34 g，则产品中三苯甲醇的质量分数为×100%＝90%。‎