高考化學(xué)大題逐空突破系列（全國(guó)通用）05 以分離提純?yōu)橹骶€的有機(jī)制備類(lèi)綜合實(shí)驗(yàn) （附答案解析）

PAGE以分離提純?yōu)橹骶€的有機(jī)制備類(lèi)綜合實(shí)驗(yàn)【方法與技巧】1．有機(jī)物制備常考的儀器、裝置儀器制備裝置2．常見(jiàn)有機(jī)物的分離與提純分離、提純方法適用范圍蒸餾適用于沸點(diǎn)不同的互溶液體混合物分離萃取萃取包括“液－液”萃取和“固－液”萃取“液－液”萃取是利用有機(jī)物在互不相溶的兩種溶劑中的溶解性不同，用一種溶劑把溶質(zhì)從另一種溶劑中提取出來(lái)的過(guò)程；“固－液”萃取是用有機(jī)溶劑從固體物質(zhì)中溶解出有機(jī)物的過(guò)程分液適用于兩種互不相溶的液體混合物分離。萃取之后往往需分液重結(jié)晶重結(jié)晶是將晶體用溶劑(如蒸餾水)溶解，經(jīng)過(guò)濾、蒸發(fā)、冷卻等步驟后再次使之析出，以得到更加純凈的晶體的純化方法。重結(jié)晶常用于提純固態(tài)化合物。例如，用重結(jié)晶對(duì)制備的固態(tài)粗產(chǎn)品進(jìn)一步提純①雜質(zhì)在所選溶劑中溶解度很小(使雜質(zhì)析出)或很大(使雜質(zhì)留在母液中)，易于除去②被提純的物質(zhì)在所選溶劑中的溶解度受溫度影響較大，升溫時(shí)溶解度增大，降溫時(shí)溶解度減小，冷卻后易結(jié)晶析出3．解有機(jī)物制備類(lèi)實(shí)驗(yàn)的思維模型分析制備流程依據(jù)有機(jī)反應(yīng)特點(diǎn)作答①有機(jī)化合物易揮發(fā)，反應(yīng)中通常采用冷凝回流裝置，以減少有機(jī)物的揮發(fā)，提高原料的利用率和產(chǎn)物的產(chǎn)率②有機(jī)反應(yīng)通常都是可逆反應(yīng)，且易發(fā)生副反應(yīng)，因此常使價(jià)格較低的反應(yīng)物過(guò)量，以提高另一反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物的產(chǎn)率，同時(shí)在實(shí)驗(yàn)中需要控制反應(yīng)條件，以減少副反應(yīng)的發(fā)生③根據(jù)產(chǎn)品與雜質(zhì)的性質(zhì)特點(diǎn)，選擇合適的分離、提純方法【題組訓(xùn)練】1．某化學(xué)興趣小組在實(shí)驗(yàn)室中用苯甲醛制備苯甲醇和苯甲酸。有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)如表所示：苯甲醛微溶于水，易溶于有機(jī)溶劑；易被空氣氧化；與飽和NaHSO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生沉淀苯甲醇沸點(diǎn)為205.3℃；微溶于水，易溶于醇、醚等苯甲酸熔點(diǎn)為121.7℃，沸點(diǎn)為249℃；微溶于水乙醚沸點(diǎn)為34.8℃；難溶于水；易燃燒，當(dāng)空氣中含量為1.83%～48.0%時(shí)易發(fā)生爆炸已知：2HCHO＋KOHCH3OH＋HCOOK(1)向圖1所示裝置(夾持及加熱裝置已略去)中加入少量NaOH和水，攪拌溶解，稍冷，加入新蒸過(guò)的苯甲醛，開(kāi)啟攪拌器，加熱回流①長(zhǎng)久放置的苯甲醛中易含有__________(寫(xiě)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式)雜質(zhì)②寫(xiě)出三頸燒瓶?jī)?nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式_______________________________________________________(2)停止加熱，從球形冷凝管上口緩緩加入冷水，搖動(dòng)，冷卻后將液體倒入分液漏斗，用乙醚萃取三次，水層保留待用。合并三次萃取液，依次用飽和NaHSO3溶液、Na2CO3溶液、水洗滌。用飽和亞硫酸氫鈉溶液洗滌的目的是____________________________________，而用碳酸鈉溶液洗滌可除去醚層中極少量的苯甲酸(3)將洗滌后的醚層倒入干燥的錐形瓶?jī)?nèi)，加入無(wú)水MgSO4后再加上瓶塞，靜置一段時(shí)間后，將錐形瓶中溶液轉(zhuǎn)入圖2所示蒸餾裝置中，緩緩加熱，蒸餾除去乙醚。當(dāng)溫度升到140℃時(shí)改用空氣冷凝管，收集198℃～206℃的餾分①錐形瓶上加塞子的目的是____________________________________；無(wú)水硫酸鎂的作用是_____________②蒸餾除去乙醚的過(guò)程中宜采用的加熱方式為_(kāi)_________；收集的198℃～206℃的餾分為_(kāi)______(寫(xiě)名稱(chēng))(4)將萃取后的水層慢慢地加入到盛有鹽酸的燒杯中，同時(shí)用玻璃棒攪拌，析出白色固體。冷卻、過(guò)濾，得到粗苯甲酸產(chǎn)品，然后提純得到較純凈的產(chǎn)品。將苯甲酸粗產(chǎn)品提純所用的實(shí)驗(yàn)方法為_(kāi)_____________(5)圖1和圖2裝置中都用了冷凝管，下列說(shuō)法正確的是__________a．兩種冷凝管冷凝效果相同，本實(shí)驗(yàn)中可以互換使用b．直形冷凝管一般在用蒸餾法分離物質(zhì)時(shí)使用c．兩種冷凝管的冷凝水進(jìn)出方向都為“高(處)進(jìn)低(處)出”d．球形冷凝管能冷凝回流反應(yīng)物而減少其蒸發(fā)流失，使反應(yīng)更徹底2．對(duì)甲氧基苯丙酰胺(相對(duì)分子質(zhì)量為179)為難溶于冷水的白色晶體，且是一種醫(yī)藥中間體，可以由苯甲醚通過(guò)兩步反應(yīng)合成，合成路線如圖1所示已知：無(wú)水三氯化鋁遇水會(huì)發(fā)生劇烈水解并放熱步驟一：用如圖2所示裝置合成對(duì)甲氧基苯丙腈在500mL三頸燒瓶中，加入108g(1mol)苯甲醚，室溫下緩慢加入70g(約0.52mol)粉末狀三氯化鋁，加入過(guò)程中溫度不超過(guò)25℃，加完后降溫至5℃，然后逐滴加入130g(約2.45mol)丙烯腈(沸點(diǎn)77℃)，滴加結(jié)束后再升溫至90～95℃，反應(yīng)2h。將反應(yīng)液倒入500g冰水中，攪勻，靜置分層，分出油相。減壓蒸餾，收集2.67kPa下150～160℃的餾分，得到對(duì)甲氧基苯丙腈步驟二：合成對(duì)甲氧基苯丙酰胺將步驟一中合成的對(duì)甲氧基苯丙腈加入500mL三頸燒瓶中，加入300mL濃鹽酸，再經(jīng)過(guò)一系列操作后得到對(duì)甲氧基苯丙酰胺133.7g(1)對(duì)甲氧基苯丙腈的合成過(guò)程中宜采用的加熱方式為_(kāi)___________________(2)圖2中合成對(duì)甲氧基苯丙腈的裝置有一缺陷，請(qǐng)?zhí)岢龈倪M(jìn)方法并說(shuō)明理由：_________________________(3)用恒壓滴液漏斗加丙烯腈的優(yōu)點(diǎn)有____________________(寫(xiě)出兩條)(4)下列操作為合成對(duì)甲氧基苯丙酰胺的過(guò)程中加濃鹽酸后的一系列操作，其合理順序?yàn)開(kāi)_______①加入活性炭回流0.5h②趁熱過(guò)濾③抽濾④將濾液慢慢倒入1000g冷水中，析出晶體⑤升溫至40～50℃，攪拌1h⑥洗滌、烘干(5)下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)操作的說(shuō)法錯(cuò)誤的是__________A．減壓蒸餾采用如圖3所示裝置，裝置中的D為毛細(xì)管，也可以用沸石代替B．減壓蒸餾過(guò)程中，可以通過(guò)控制G處的旋塞停止減壓C．在對(duì)甲氧基苯丙酰胺的合成過(guò)程中，析出的晶體可以用冷水洗滌D．減壓過(guò)濾不宜用于過(guò)濾顆粒太小的沉淀，因?yàn)轭w粒太小的沉淀在快速過(guò)濾時(shí)易透過(guò)濾紙(6)本實(shí)驗(yàn)中對(duì)甲氧基苯丙酰胺的產(chǎn)率為_(kāi)_______%(保留兩位小數(shù))3．乙酰水楊酸(阿司匹林)是目前常用藥物之一。實(shí)驗(yàn)室通過(guò)水楊酸進(jìn)行乙?；苽浒⑺酒チ值囊环N方法如下：水楊酸醋酸酐乙酰水楊酸熔點(diǎn)/℃157～159－72～－74135～138相對(duì)密度/(g·cm－3)1.441.101.35相對(duì)分子質(zhì)量138102180實(shí)驗(yàn)過(guò)程：在100mL錐形瓶中加入水楊酸6.9g及醋酸酐10mL，充分搖動(dòng)使固體完全溶解。緩慢滴加0.5mL濃硫酸后加熱，維持瓶?jī)?nèi)溫度在70℃左右，充分反應(yīng)。稍冷后進(jìn)行如下操作①在不斷攪拌下將反應(yīng)后的混合物倒入100mL冷水中，析出固體，過(guò)濾②所得結(jié)晶粗品加入50mL飽和碳酸氫鈉溶液，溶解、過(guò)濾③濾液用濃鹽酸酸化后冷卻、過(guò)濾得固體④固體經(jīng)純化得白色的乙酰水楊酸晶體5.4g回答下列問(wèn)題：(1)該合成反應(yīng)中應(yīng)采用________加熱A．熱水浴B．酒精燈C．煤氣燈D．電爐(2)下列玻璃儀器中，①中需使用的有________(填標(biāo)號(hào))，不需使用的有________(3)①中需使用冷水，目的是________________________________________________(4)②中飽和碳酸氫鈉的作用是________，以便過(guò)濾除去難溶雜質(zhì)(5)④采用的純化方法為_(kāi)_______(6)本實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)率是________%4．苯甲酸乙酯可用于配制香水香精和人造精油，還可以作為食用香精用于食品中。實(shí)驗(yàn)室可用苯甲酸與乙醇為原料制備苯甲酸乙酯，制備裝置如圖所示(部分裝置已省略)部分物質(zhì)的物理性質(zhì)物質(zhì)乙醇苯甲酸環(huán)己烷乙醚苯甲酸乙酯密度/(g·cm－3)0.78931.26590.77850.73181.0500熔點(diǎn)/℃－114.0122.16.5－116.3－34.6沸點(diǎn)/℃78.5249.080.034.5211.0～213.0制備方法：①在燒瓶C中加入一定量的下列物質(zhì)(如表2)。按圖甲所示安裝好裝置，加熱燒瓶C。反應(yīng)一段時(shí)間后，停止加熱試劑及用量物質(zhì)苯甲酸乙醇環(huán)己烷濃硫酸用量2.44g15.0mL10.0mL3.0mL②將燒瓶C中的反應(yīng)液倒入盛有30mL水的燒杯中，加入Na2CO3，至溶液呈中性③用分液漏斗分出有機(jī)層，再用乙醚萃取水層中的殘留產(chǎn)品，二者合并，加入圖乙的燒瓶D中，加入沸石并加入無(wú)水硫酸鎂，加熱蒸餾，制得產(chǎn)品2.6mL回答下列問(wèn)題：(1)儀器A的名稱(chēng)是________，儀器A和儀器B的自來(lái)水進(jìn)水口分別為b口、d口，這種進(jìn)水方式，冷卻效果好，原因是________________________________________________________________________(2)環(huán)己烷、乙醇與水可形成共沸物，沸點(diǎn)為62.1℃。燒瓶C的最佳加熱方式是___________，分水器的“分水”原理是________________________________________________________________________________________，制備苯甲酸乙酯時(shí)，加入的環(huán)己烷的作用是____________________________________________________(3)Na2CO3的作用是___________________________(4)采用圖乙裝置進(jìn)行蒸餾操作，加入無(wú)水硫酸鎂的目的是___________________________，在錐形瓶中，收集________℃的餾分(5)該制備方法中苯甲酸乙酯的產(chǎn)率是________5．實(shí)驗(yàn)室以2－丁醇(CH3CHOHCH2CH3)為原料制備2氯丁烷(CH3CHClCH2CH3)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示(夾持、加熱裝置已略去)：相關(guān)信息如表所示物質(zhì)熔點(diǎn)/℃沸點(diǎn)/℃密度/(g·cm－3)其他2丁醇－114.799.50.81與水互溶2氯丁烷－131.368.20.87微溶于水，堿性水解[實(shí)驗(yàn)步驟]步驟1：在甲裝置中的圓底燒瓶?jī)?nèi)加入無(wú)水ZnCl2和100mL12mol·L－1濃鹽酸，充分溶解、冷卻，再加入45.68mL2－丁醇，加熱一段時(shí)間步驟2：將反應(yīng)混合物移至乙裝置的蒸餾燒瓶?jī)?nèi)，蒸餾并收集115℃以下的餾分步驟3：從餾分中分離出有機(jī)相，進(jìn)行系列操作，放置一段時(shí)間后過(guò)濾步驟4：濾液經(jīng)進(jìn)一步精制得產(chǎn)品回答下列問(wèn)題：(1)Ⅰ中應(yīng)放的儀器是________(填“A”或“B”，下同)，Ⅱ中應(yīng)放的儀器是________(2)步驟1中加入的無(wú)水ZnCl2的作用是________________________________________________(3)步驟3進(jìn)行系列操作的順序是________(填標(biāo)號(hào)，可重復(fù)使用)①10%Na2CO3溶液洗滌②加入CaCl2固體③蒸餾水洗滌用Na2CO3溶液洗滌時(shí)操作要迅速，其原因是_________________________________________________________(4)步驟4進(jìn)一步精制得產(chǎn)品所采用的操作方法是________(填名稱(chēng))(5)測(cè)定實(shí)驗(yàn)中生成2氯丁烷的產(chǎn)率。將全部產(chǎn)品加入足量NaOH溶液中，加熱，冷卻后，滴入硝酸溶液至溶液呈酸性，再滴入足量的硝酸銀溶液，得到57.40g沉淀，則2氯丁烷的產(chǎn)率是________6．乙酰苯胺()在工業(yè)上可作橡膠硫化促進(jìn)劑、纖維酯涂料的穩(wěn)定劑、過(guò)氧化氫的穩(wěn)定劑等，可通過(guò)苯胺()和乙酸酐()反應(yīng)制得已知：純乙酰苯胺是白色片狀晶體，相對(duì)分子質(zhì)量為135，熔點(diǎn)為114℃，易溶于有機(jī)溶劑。在水中的溶解度如下溫度20255080100溶解度/(g/100g水)0.460.560.843.455.5實(shí)驗(yàn)室制備乙酰苯胺的步驟如下(部分裝置省略)：Ⅰ．粗乙酰苯胺的制備。將7mL(0.075mol)乙酸酐放入三口燒瓶c中，在恒壓滴液漏斗a中放入5mL(0.055mol)新制得的苯胺。將苯胺在室溫下逐滴滴加到三口燒瓶中。苯胺滴加完畢，在石棉網(wǎng)上用小火加熱回流30min，使之充分反應(yīng)。待反應(yīng)完成，在不斷攪拌下，趁熱把反應(yīng)混合物緩慢地倒入盛有100mL冷水的燒杯中，乙酰苯胺晶體析出。充分冷卻至室溫后，減壓過(guò)濾，用洗滌晶體2～3次。用濾液沖洗燒杯上殘留的晶體，再次過(guò)濾，兩次過(guò)濾得到的固體合并在一起Ⅱ．乙酰苯胺的提純。將上述制得的粗乙酰苯胺固體移入250mL燒杯中，加入100mL熱水，加熱至沸騰，待粗乙酰苯胺完全溶解后，再補(bǔ)加少量蒸餾水。稍冷后，加入少量活性炭吸附色素等雜質(zhì)，在攪拌下微沸5min，趁熱過(guò)濾。待濾液冷卻至室溫，有晶體析出，，稱(chēng)量產(chǎn)品為3.28g。回答下列問(wèn)題：(1)儀器b的名稱(chēng)是(2)寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式___________________________________________(3)減壓過(guò)濾的優(yōu)點(diǎn)是；步驟Ⅰ用濾液而不用冷水沖洗燒杯的原因是________________________；洗滌晶體宜選用A．乙醇B．CCl4C．冷水D．乙醚(4)步驟Ⅱ中，粗乙酰苯胺溶解后，補(bǔ)加少量蒸餾水的目的是____________________________(5)步驟Ⅱ中，稱(chēng)量前的操作是_____________________________，上述提純乙酰苯胺的方法叫___(6)乙酰苯胺的產(chǎn)率為(計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字)7．常溫下，苯乙酮為淺黃色油狀液體，不溶于水，易溶于大多數(shù)有機(jī)溶劑；可用作樹(shù)脂的溶劑和塑料工業(yè)生產(chǎn)中的增塑劑等。部分物質(zhì)沸點(diǎn)、密度和制備原理如下：沸點(diǎn)：苯80.1℃、石油醚30～80℃、苯乙酮202℃。密度：苯0.88g·mL－1、乙酸酐1.07g·mL－1。原理：實(shí)驗(yàn)步驟：步驟1：在50mL的二口瓶上，按照如圖所示安裝恒壓滴液漏斗、回流冷凝管和裝有無(wú)水氯化鈣的干燥管等。在二口瓶中加入6g無(wú)水氯化鋁和8mL純凈苯，邊用磁力攪拌器攪拌邊滴加2mL乙酸酐。嚴(yán)格控制滴加速率，必要時(shí)用冷水冷卻，待反應(yīng)緩和后，加熱回流并攪拌，直至無(wú)HCl氣體逸出為止步驟2：待反應(yīng)液冷卻后，將其傾入盛有10mL濃鹽酸和20g碎冰的燒杯中，使膠狀物完全溶解。然后將反應(yīng)液倒入分液漏斗分出上層有機(jī)相，再用20mL石油醚進(jìn)行兩次萃取，萃取后合并有機(jī)相。依次用5mL10%NaOH和5mL水洗至中性，再用無(wú)水硫酸鎂干燥步驟3：濾去干燥劑，將有機(jī)相置于100mL蒸餾燒瓶中，用加熱套加熱，使用不同的冷凝管進(jìn)行蒸餾，先蒸出石油醚和苯，再蒸出苯乙酮。該實(shí)驗(yàn)得到的產(chǎn)品為1.64g回答下列問(wèn)題：(1)實(shí)驗(yàn)中使用恒壓滴液漏斗滴加液體的目的為_(kāi)____________________________________，從步驟1的操作中可以看出，苯與乙酸酐的反應(yīng)為_(kāi)_______(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)(2)用于吸收HCl氣體的燒杯中，可以使用的液體為_(kāi)___________________，若其中的倒扣漏斗全部浸沒(méi)于液體中，則吸收氣體時(shí)會(huì)發(fā)生________的現(xiàn)象(3)該實(shí)驗(yàn)中檢驗(yàn)“水洗至中性”的方法為_(kāi)______________________________________________________________(4)實(shí)驗(yàn)室常用的冷凝管有：①球形冷凝管、②直形冷凝管、③空氣冷凝管。當(dāng)蒸氣溫度高于130℃時(shí)，如果用水進(jìn)行冷卻，因二者溫差大，會(huì)造成冷凝管炸裂。該實(shí)驗(yàn)的蒸餾操作中，蒸出石油醚和苯時(shí)，應(yīng)使用的冷凝管為_(kāi)_______(填序號(hào)，下同)，蒸出苯乙酮時(shí)，應(yīng)使用的冷凝管為_(kāi)_________________(5)該實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)率為_(kāi)_________8．苯胺又名氨基苯，是最重要的胺類(lèi)物質(zhì)之一，可作為炸藥中的穩(wěn)定劑、汽油中的防爆劑，也可作為醫(yī)藥磺胺藥的原料等。苯胺為無(wú)色油狀液體，有特殊氣味，可用水蒸氣蒸餾提純。用納米鐵粉還原硝基苯制備苯胺的原理及裝置圖(略去夾持裝置和加熱裝置)如下：已知部分有機(jī)物的一些數(shù)據(jù)如下表：名稱(chēng)相對(duì)分子質(zhì)量密度/(g·mL－1)熔點(diǎn)/℃沸點(diǎn)/℃溶解性硝基苯1231.205.7210.8難溶于水，易溶于乙醇、乙醚苯胺931.02－6.3184.4難溶于水，易溶于乙醇、乙醚乙醚740.71－116.334.6微溶于水，易溶于乙醇Ⅰ．合成：在裝置1中的儀器X中，加入9g納米鐵粉、20mL水、1mL冰醋酸，加熱至煮沸，煮沸后冷卻至室溫，再將8.0mL硝基苯逐滴加入(該反應(yīng)強(qiáng)烈放熱)，攪拌、加熱、回流半小時(shí)，至反應(yīng)完全Ⅱ．分離提純：將裝置1改為裝置2進(jìn)行水蒸氣蒸餾，取裝置2中的餾出物約5～6mL，轉(zhuǎn)移至分液漏斗中，分離出有機(jī)層后，水層加入1.3gNaCl固體，用乙醚萃取3次(每次用7.0mL乙醚)，合并有機(jī)層和乙醚萃取液，加入粒狀NaOH干燥，過(guò)濾后轉(zhuǎn)移至干燥的圓底燒瓶中，水浴蒸去乙醚，殘留物再利用裝置3蒸餾并收集溫度為T(mén)℃時(shí)的餾分請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)儀器X的名稱(chēng)是________；加入硝基苯時(shí)，“逐滴加入”的目的是_________________________________(2)分離提純過(guò)程中加入NaCl固體的作用是______________________________________________________(3)裝置2中長(zhǎng)導(dǎo)管B的作用是___________________________________________________________(4)“水蒸氣蒸餾”結(jié)束后，應(yīng)先打開(kāi)止水夾T，再停止對(duì)“水蒸氣發(fā)生裝置”加熱，理由是_________________(5)利用裝置3蒸餾時(shí)，溫度的范圍為_(kāi)_______，實(shí)驗(yàn)結(jié)束得到產(chǎn)物6.0mL，則苯胺的產(chǎn)率為_(kāi)_______(保留三位有效數(shù)字)9．常溫下對(duì)甲基苯甲醚為無(wú)色液體，實(shí)驗(yàn)室制備對(duì)甲基苯甲醚的反應(yīng)原理為，反應(yīng)裝置(夾持及加熱裝置已略)如圖所示，部分物質(zhì)的相關(guān)性質(zhì)如表所示物質(zhì)甲醇對(duì)甲基苯酚對(duì)甲基苯甲醚沸點(diǎn)/℃64.7202174密度/(g·cm－3)0.791.020.969水溶性易溶難溶不溶產(chǎn)物制備：先在甲裝置的圓底燒瓶中加入幾粒碎瓷片，再依次加入10.8g對(duì)甲基苯酚、10mL甲醇，最后加入2mL濃硫酸，控制反應(yīng)溫度為60℃進(jìn)行反應(yīng)。產(chǎn)物提純：①將反應(yīng)混合液冷卻后加入足量飽和碳酸鈉溶液，充分反應(yīng)后轉(zhuǎn)移至分液漏斗中，靜置分液；②將有機(jī)層轉(zhuǎn)移至乙裝置的蒸餾燒瓶中，加熱，控制溫度為100℃進(jìn)行蒸餾，待蒸餾結(jié)束后，向蒸餾燒瓶?jī)?nèi)剩余液體中加入足量無(wú)水氯化鈣，然后趁熱過(guò)濾，并將所得液體再次進(jìn)行蒸餾，收集174℃時(shí)的餾分，蒸餾結(jié)束后，稱(chēng)量第二次蒸餾所得餾分為7.32g回答下列問(wèn)題：(1)儀器A的名稱(chēng)為_(kāi)_______(2)向甲裝置的圓底燒瓶中加入碎瓷片的目的是_______________；制備實(shí)驗(yàn)中采用的加熱方式是____________，其優(yōu)點(diǎn)是________________________(3)產(chǎn)物提純時(shí)，向反應(yīng)混合液中加入足量飽和碳酸鈉溶液的主要目的是_____________；產(chǎn)物提純時(shí)，先控制溫度為100℃進(jìn)行蒸餾的目的是_________________________(4)加入足量無(wú)水氯化鈣的目的是______________________________________(5)對(duì)甲基苯甲醚的產(chǎn)率為_(kāi)_______%10．1，6-己二酸是常用的化工原料，在高分子材料、醫(yī)藥、潤(rùn)滑劑的制造等方面都有重要作用。實(shí)驗(yàn)室利用圖中的裝置(夾持裝置已省略)，以環(huán)己醇和硝酸為反應(yīng)物制備1，6-己二酸。反應(yīng)原理為：相關(guān)物質(zhì)的物理性質(zhì)見(jiàn)下表：試劑相對(duì)分子質(zhì)量密度/(g·mL－1)熔點(diǎn)/℃沸點(diǎn)/℃溶解性環(huán)己醇1000.96225.9161.8可溶于水、乙醇、乙醚1，6－己二酸1461.360152330.5微溶于冷水，易溶于乙醇NH4VO31172.326210(分解)—微溶于冷水，易溶于熱水實(shí)驗(yàn)步驟如下：Ⅰ．向三頸燒瓶中加入0.03gNH4VO3固體和18mL濃HNO3(略過(guò)量)，向恒壓滴液漏斗中加入6mL環(huán)己醇Ⅱ．將三頸燒瓶放入水浴中，電磁攪拌并加熱至50℃。移去水浴，打開(kāi)恒壓滴液漏斗活塞滴加5～6滴環(huán)己醇，觀察到三頸燒瓶中產(chǎn)生紅棕色氣體時(shí)，開(kāi)始慢慢加入余下的環(huán)己醇。調(diào)節(jié)滴加環(huán)己醇的速度，使三頸燒瓶?jī)?nèi)溫度維持在50～60℃之間，直至環(huán)己醇全部滴加完畢Ⅲ．將三頸燒瓶放入80～90℃水浴中加熱10min，至幾乎無(wú)紅棕色氣體導(dǎo)出為止。然后迅速將三頸燒瓶中混合液倒入100mL燒杯中，冷卻至室溫后，有白色晶體析出，減壓過(guò)濾，，干燥，得到粗產(chǎn)品Ⅳ．1，6－己二酸粗產(chǎn)品的提純(1)儀器A的名稱(chēng)為，其作用是________________________________(2)B中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_________________________________(其中一種產(chǎn)物為亞硝酸鹽)(3)若步驟Ⅱ中控制水浴溫度不當(dāng)，未滴加環(huán)己醇前就會(huì)觀察到紅棕色氣體生成，原因?yàn)開(kāi)___________________，滴加環(huán)己醇的過(guò)程中，若溫度過(guò)高，可用冷水浴冷卻維持50～60℃，說(shuō)明該反應(yīng)的ΔH0(填“＞”或“＜”)。(4)將步驟Ⅲ補(bǔ)充完整：。步驟Ⅳ提純方法的名稱(chēng)為。如圖為1，6-己二酸在水中的溶解度曲線，80℃時(shí)1，6－己二酸水溶液的密度為ρg·mL－1；該溶液的物質(zhì)的量濃度為(5)最終得到1，6-己二酸產(chǎn)品4.810g，則1，6-己二酸的產(chǎn)率為A.46.07%B.57.08%C.63.03%D.74.61%【以分離提純?yōu)橹骶€的有機(jī)制備類(lèi)綜合實(shí)驗(yàn)】答案1．(1)①(2)除去未反應(yīng)的苯甲醛(3)①防止乙醚揮發(fā)到空氣中引起爆炸除去醚層中的水②水浴加熱苯甲醇(4)重結(jié)晶(5)bd解析：(1)①長(zhǎng)久放置的苯甲醛會(huì)被空氣氧化為苯甲酸。②結(jié)合已知信息，可寫(xiě)出三頸燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為(2)根據(jù)題表中信息知苯甲醛與飽和NaHSO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生沉淀，則可知用飽和亞硫酸氫鈉溶液洗滌的目的是除去未反應(yīng)的苯甲醛。(3)①乙醚易揮發(fā)，錐形瓶上加塞子的目的是防止乙醚揮發(fā)到空氣中引起爆炸。無(wú)水硫酸鎂的作用是除去醚層中的水。②乙醚沸點(diǎn)較低，用水浴加熱可平緩蒸出乙醚。198℃～206℃接近苯甲醇的沸點(diǎn)，所以198℃～206℃的餾分為苯甲醇。(4)將苯甲酸粗產(chǎn)品提純所用的方法為重結(jié)晶。(5)a項(xiàng)，兩種冷凝管冷凝效果不相同，球形冷凝管的冷凝效果更好，錯(cuò)誤。b項(xiàng)，直形冷凝管一般在用蒸餾法分離物質(zhì)時(shí)使用，正確。c項(xiàng)，兩種冷凝管的冷凝水進(jìn)出方向應(yīng)均為“高(處)出低(處)進(jìn)”，這樣冷凝效果才好，錯(cuò)誤。d項(xiàng)，球形冷凝管能冷凝回流反應(yīng)物而減少其蒸發(fā)流失，使反應(yīng)更徹底，正確。2．(1)水浴加熱(2)需要在球形冷凝管上方接一個(gè)球形干燥管，因?yàn)榭諝庵械乃魵鈺?huì)進(jìn)入裝置使三氯化鋁水解(3)平衡內(nèi)外壓強(qiáng)，使液體順利滴下；防止丙烯腈揮發(fā)(合理即可)(4)⑤①②④③⑥(5)AD(6)74.69解析：(1)對(duì)甲氧基苯丙腈的合成溫度為90～95℃，小于100℃，故宜采用的加熱方式是水浴加熱。(2)由已知信息可知AlCl3遇水易水解，故題圖2裝置中缺少干燥裝置，可在球形冷凝管上方加裝一個(gè)干燥裝置，防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入題圖2所示裝置中。(3)恒壓滴液漏斗可以平衡內(nèi)外壓強(qiáng)，便于液體順利流下；恒壓滴液漏斗上部有塞子，可防止添加物揮發(fā)(4)加入濃鹽酸后，先升溫至40～50℃，攪拌1h，使反應(yīng)充分進(jìn)行，再加入活性炭回流0.5h，以吸附部分雜質(zhì)，再趁熱過(guò)濾，除去活性炭，然后將濾液慢慢倒入1000g冷水中，析出晶體，抽濾、洗滌、烘干即可得到產(chǎn)品。(5)減壓蒸餾中的毛細(xì)管除起防暴沸作用外，還有調(diào)節(jié)裝置內(nèi)壓強(qiáng)的作用，不能用沸石代替，A項(xiàng)錯(cuò)誤；G處的旋塞旋轉(zhuǎn)到一定程度，可使裝置與大氣連通，即可停止減壓，B項(xiàng)正確；對(duì)甲氧基苯丙酰胺晶體在冷水中溶解度小，可用冷水洗滌，減少產(chǎn)品損失，C項(xiàng)正確；過(guò)濾顆粒太小的沉淀時(shí)顆粒易形成密實(shí)層，使減壓過(guò)濾速率減小，D項(xiàng)錯(cuò)誤(6)由題給合成路線可知，理論上1mol苯甲醚～1mol對(duì)甲氧基苯丙腈～1mol對(duì)甲氧基苯丙酰胺，結(jié)合反應(yīng)過(guò)程中其他物質(zhì)均足量，加入的苯甲醚的物質(zhì)的量為1mol，則理論上可得到1mol對(duì)甲氧基苯丙酰胺，即179g，則其產(chǎn)率為eq\f(133.7g,179g)×100%≈74.69%3．(1)A(2)BD分液漏斗、容量瓶(3)充分析出乙酰水楊酸固體(結(jié)晶)(4)生成可溶的乙酰水楊酸鈉(5)重結(jié)晶(6)60解析：(1)維持瓶?jī)?nèi)溫度70℃加熱方式：水浴加熱。(4)乙酰水楊酸分子中含有—COOH與—COOR→加入飽和NaHCO3溶液，可生成溶解度較大的鈉鹽。(5)乙酰水楊酸為晶體，可結(jié)晶析出→純化方法為重結(jié)晶。(6)先計(jì)算兩反應(yīng)物的物質(zhì)的量，n(水楊酸)＝eq\f(6.9g,138g·mol－1)＝0.05mol，n(醋酸酐)＝eq\f(10×1.1g,102g·mol－1)≈0.1mol，根據(jù)方程式知水楊酸完全反應(yīng)，生成乙酰水楊酸0.05mol，其質(zhì)量為0.05mol×180g·mol－1＝9.0g該實(shí)驗(yàn)產(chǎn)率＝eq\f(實(shí)際產(chǎn)量,理論產(chǎn)量)×100%＝eq\f(5.4g,9.0g)×100%＝60%。4．(1)球形冷凝管冷卻水從下口進(jìn)入，流速慢，可充滿(mǎn)冷凝管，充分冷凝蒸氣(2)水浴加熱環(huán)己烷、乙醇與水形成共沸物冷凝回流，在分水器中分層，上層有機(jī)層從支管處流回?zé)緾，下面水層從分水器下口放出溶解苯甲酸，與乙醇、水形成共沸物，便于水的分離，有利于生成苯甲酸乙酯(3)除去H2SO4(4)干燥目標(biāo)產(chǎn)物211.0～213.0(5)91%解析：(1)儀器A的名稱(chēng)是球形冷凝管。不管冷凝管怎么安裝，冷卻水均需從下口進(jìn)入，上口流出，水從低處往上流，流速慢，可緩緩地充滿(mǎn)冷凝管，充分冷凝蒸氣。(2)由共沸物的沸點(diǎn)低于100℃可知最好采用水浴加熱的方式；加熱過(guò)程中，環(huán)己烷、乙醇與水形成共沸物在球形冷凝管中冷凝回流到分水器中，形成有機(jī)層和水層，上層有機(jī)層從支管處流回?zé)緾，繼續(xù)參與反應(yīng)，打開(kāi)分水器旋塞，放出下面的水層；環(huán)己烷為有機(jī)溶劑，可溶解固體苯甲酸，使苯甲酸更易參與反應(yīng)，且環(huán)己烷與乙醇、水形成共沸物，便于水的分離，有利于生成苯甲酸乙酯。(3)反應(yīng)結(jié)束后，催化劑濃硫酸仍然存在于混合物體系中，用Na2CO3固體可除去。(4)無(wú)水硫酸鎂可除去苯甲酸乙酯中的水分；苯甲酸乙酯的沸點(diǎn)范圍是211.0～213.0℃，蒸餾時(shí)應(yīng)收集該溫度范圍內(nèi)的餾分。(5)計(jì)算可知乙醇過(guò)量，用苯甲酸的量進(jìn)行計(jì)算，苯甲酸乙酯的理論產(chǎn)量是eq\f(2.44,122)mol×150g·mol－1＝3.0g；實(shí)際產(chǎn)量是2.6mL×1.0500g·cm－3＝2.73g，則產(chǎn)率為eq\f(2.73g,3.0g)×100%＝91%。5．(1)AB(2)作催化劑(3)③①③②防止2氯丁烷水解，減少2氯丁烷揮發(fā)(4)蒸餾(5)80%解析：(1)A為球形冷凝管，一般豎直放置，用于冷凝回流，不能斜放用于冷凝餾分；B為直形冷凝管，傾斜放置，用于冷凝餾分。(2)甲裝置中圓底燒瓶中反應(yīng)是CH3CHOHCH2CH3＋HCl→CH3CHClCH2CH3＋H2O，步驟1中加入的無(wú)水ZnCl2不作反應(yīng)物，故其作催化劑，加快化學(xué)反應(yīng)速率。(3)步驟3進(jìn)行系列操作的順序是用蒸餾水洗去產(chǎn)品中含有的HCl、ZnCl2→用10%Na2CO3溶液洗去少量的HCl→用蒸餾水洗去少量的Na2CO3→用CaCl2固體干燥產(chǎn)品，放置一段時(shí)間后過(guò)濾；因?yàn)?氯丁烷在堿性溶液中水解，為了防止2氯丁烷水解，同時(shí)減少2氯丁烷(沸點(diǎn)較低)揮發(fā)，故用Na2CO3溶液洗滌時(shí)操作要迅速。(4)蒸餾可分離互溶的、有一定沸點(diǎn)差的液體混合物，故步驟4進(jìn)一步精制得產(chǎn)品所采用的操作方法是蒸餾。(5)45.68mL2丁醇的物質(zhì)的量為eq\f(45.68mL×0.81g·cm－3,74g·mol－1)≈0.50mol，則理論上可得到0.50mol2-氯丁烷；由2氯丁烷在測(cè)定實(shí)驗(yàn)中的反應(yīng)可得關(guān)系CH3CHClCH2CH3～NaCl～AgCl，n(AgCl)＝n(CH3CHClCH2CH3)＝eq\f(57.40g,143.5g·mol－1)＝0.40mol，則2氯丁烷的產(chǎn)率是eq\f(0.40mol,0.50mol)×100%＝80%。6．(1)球形冷凝管(2)＋＋CH3COOH(3)過(guò)濾速度快、所得固體更干燥用濾液沖洗燒杯可減少乙酰苯胺的溶解損失C(4)減少趁熱過(guò)濾時(shí)乙酰苯胺的損失(5)過(guò)濾、洗滌、干燥重結(jié)晶(6)44.2%解析：(1)儀器b為球形冷凝管。(2)反應(yīng)物為苯胺苯胺()、乙酸酐()，生成物之一為乙酰苯胺()，可知苯胺與乙酸酐發(fā)生取代反應(yīng)生成乙酰苯胺和乙酸，化學(xué)方程式為：＋＋CH3COOH。(3)減壓過(guò)濾的操作優(yōu)點(diǎn)是：可加快過(guò)濾速度，并能得到較干燥的沉淀；用濾液沖洗燒杯可減少乙酰苯胺的溶解損失；為有機(jī)物，根據(jù)相似相溶原理，乙酰苯胺在冷水中的溶解度會(huì)更小。(4)趁熱過(guò)濾時(shí)，溫度會(huì)降低，為防止乙酰苯胺在過(guò)濾時(shí)析出，應(yīng)補(bǔ)加少量蒸餾水。(5)因?yàn)樾枰獪?zhǔn)確稱(chēng)量乙酰苯胺的質(zhì)量，所以乙酰苯胺結(jié)晶后，需要過(guò)濾、洗滌并干燥。題述提純的方法利用了乙酰苯胺在水中的溶解度隨溫度變化較大的性質(zhì)，該法為重結(jié)晶。(6)乙酸酐過(guò)量，苯胺為0.055mol，因此理論上可制得乙酰苯胺0.055mol，實(shí)際制得乙酰苯胺的物質(zhì)的量＝eq\f(3.28g,135g·mol－1)≈0.0243mol，產(chǎn)率＝eq\f(實(shí)際產(chǎn)量,理論產(chǎn)量)×100%＝eq\f(0.0243mol,0.055mol)×100%≈44.2%。7．(1)控制滴加速率放熱(2)NaOH溶液倒吸(3)取少量液體，滴加紫色石蕊溶液，若變紅則繼續(xù)洗，不變則為中性，變藍(lán)則過(guò)量(4)②③(5)68.33%解析：(1)使用恒壓滴液漏斗能控制液體滴加的速度和量，目的是控制反應(yīng)速率，步驟1中的操作“嚴(yán)格控制滴加速率，必要時(shí)用冷水冷卻”，可知該反應(yīng)是放熱反應(yīng)。(4)石油醚的沸點(diǎn)為30～80℃，苯為80.1℃，用直形冷凝管即可，選②；苯乙酮的沸點(diǎn)是202℃，冷凝管會(huì)炸裂，故選③。(5)苯的密度：0.88g·mL－1,8mL的苯的質(zhì)量m＝ρV＝0.88g·mL－1×8mL＝7.04g，物質(zhì)的量×2mL＝2.14g，物質(zhì)的量n＝eq\f(m,M)＝eq\f(2.14g,102g·mol－1)≈0.02mol，由反應(yīng)＋(CH3CO)2Oeq\o(→,\s\up7(AlCl3))＋CH3COOH，可知乙酸酐完全反應(yīng)，則理論生成的苯乙酮質(zhì)量為m＝nM＝0.02mol×120g·mol－1＝2.4g，則產(chǎn)率為eq\f(1.64g,2.4g)×100%≈68.33%。8．(1)三頸燒瓶控制反應(yīng)速率防止爆炸并提高硝基苯的轉(zhuǎn)化率(2)減小苯胺在水中的溶解度，提高苯胺的產(chǎn)率(3)起安全管的作用(或平衡裝置內(nèi)外氣壓)(4)防止倒吸(5)184.4～210.8℃84.3%解析：(5)根據(jù)已知部分有機(jī)物的數(shù)據(jù)表，實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖菫榱说玫奖桨?，而不是硝基苯，因此溫度范圍?84.4～210.8℃，根據(jù)題干的化學(xué)方程式分析，硝基苯和苯胺的物質(zhì)的量相同，則理論產(chǎn)量為eq\f(8mL×1.20g·mL－1×93g·mol－1,123g·mol－1)≈7.26g，實(shí)驗(yàn)結(jié)束得到產(chǎn)物6.0mL，實(shí)際產(chǎn)量為6mL×1.02g·mL－1＝6.12g，則苯胺的產(chǎn)率為eq\f(6.12,7.26)×100%≈84.3%。9．(1)球形冷凝管(2)防暴沸水浴加熱使反應(yīng)液受熱均勻(3)除去反應(yīng)混合液中的硫酸蒸出反應(yīng)混合物中的甲醇和大部分水(4)除去混合液中少量的水(或干燥有機(jī)相)(5)60解析：(1)甲裝置為制備裝置，原料甲醇沸點(diǎn)較低，易揮發(fā)，需冷凝回流，冷凝回流用球形冷凝管。(2)向甲裝置中加入碎瓷片或沸石的目的是防暴沸；制備時(shí)的反應(yīng)溫度為60℃，應(yīng)采用水浴加熱的方式，其優(yōu)點(diǎn)是使反應(yīng)液受熱均勻，(3)首先向反應(yīng)混合液中加入足量飽和碳酸鈉溶液，與反應(yīng)混合液中的硫酸充分反應(yīng)，然后通過(guò)分液除去硫酸、水、甲醇，剩余的有機(jī)層中還含有雜質(zhì)水、甲醇，將有機(jī)層轉(zhuǎn)移至乙裝置中進(jìn)行蒸餾，根據(jù)題表沸點(diǎn)數(shù)據(jù)，先控制溫度為100℃，可蒸出有機(jī)層中的甲醇和大部分水，得到對(duì)甲基苯酚和對(duì)甲基苯甲醚及少量水的混合液。(4)無(wú)水氯化鈣屬于干燥劑，能吸收水，所以再加入足量無(wú)水氯化鈣，可除去混合液中少量的水。然后收集174℃的餾分，即可得到對(duì)甲基苯甲醚，(5)對(duì)甲基苯酚的物質(zhì)的量為eq\f(10.8g,108g·mol－1)＝0.1mol，10mL甲醇的物質(zhì)的量為eq\f(10mL×0.79g·cm－3,32g·mol－1)≈0.25mol，根據(jù)反應(yīng)原理可知甲醇過(guò)量，可看作完全反應(yīng)，理論上生成的質(zhì)