【創(chuàng)新設(shè)計】2021高考化學(廣東專用)二輪專題題組訓練-上篇-專題四-化學實驗-第14講考點4

[題組訓練·考能]1．(2022·肇慶一模，33)試驗室制取乙酸丁酯的試驗裝置有如圖所示兩種裝置供選用。其有關(guān)物質(zhì)的物質(zhì)性質(zhì)如下表：乙酸1－丁醇乙酸丁酯熔點(℃)16.6－89.5－73.5沸點(℃)117.9117126.3密度(g/cm3)1.050.810.88水溶性互溶可溶(9g/100g水)微溶(1)制取乙酸丁酯的裝置應(yīng)選用________(填“甲”或“乙”)。不選另一種裝置的理由是__________________________________________。(2)該試驗生成物中除了主產(chǎn)物乙酸丁酯外，還可能生成的有機副產(chǎn)物有(寫出結(jié)構(gòu)簡式)：__________________________________________。(3)酯化反應(yīng)是一個可逆反應(yīng)，為提高1－丁醇的利用率，可實行的措施是__________________________________________。(4)從制備乙酸丁酯所得的混合物中分別、提純乙酸丁酯時，需要經(jīng)過多步操作，下列圖示的操作中，確定需要的化學操作是________(選填答案編號)。(5)有機物的分別操作中，經(jīng)常需要使用分液漏斗等儀器。使用分液漏斗前必需____________；某同學在進行分液操作時，若發(fā)覺液體流不下來，其可能緣由除分液漏斗活塞堵塞外，還可能__________________________________________。解析(1)依據(jù)圖表數(shù)據(jù)比較反應(yīng)物(乙酸和1－丁醇)與產(chǎn)物乙酸丁酯的沸點，加熱時反應(yīng)物簡潔揮發(fā)出來，降低了反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，則接受冷凝回流裝置解決這個問題。(2)在此條件下，丁醇分子之間可以發(fā)生分子內(nèi)脫水(消去反應(yīng))生成CH3CH2CH=CH2，還可以發(fā)生分子間脫水(取代反應(yīng))生成CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3。(3)增加一種反應(yīng)物的濃度，平衡右移，可以提高另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。(4)制得的乙酸丁酯微溶于水，則充分振蕩后使溶液分層，再利用分液操作進行分別。(5)使用分液漏斗前要先檢驗活塞部位是否漏水。分液漏斗中液體流不下來，可能漏斗內(nèi)氣壓小于外界大氣壓，即漏斗內(nèi)部未與外界大氣相通，應(yīng)將玻璃塞打開或使分液漏斗上口玻璃塞上的凹槽(或小孔)對準漏斗口上的小孔。答案(1)乙由于反應(yīng)物(乙酸和1－丁醇)的沸點低于產(chǎn)物乙酸丁酯的沸點，若接受甲裝置會造成反應(yīng)物的大量揮發(fā)降低了反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率，乙裝置則可以冷凝回流反應(yīng)物，提高了反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率(2)CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3CH3CH2CH=CH2(3)增加乙酸濃度(4)AC(5)檢查是否漏水或堵塞分液漏斗上口玻璃塞上的凹槽(或小孔)未與漏斗口上的小孔對準(或漏斗內(nèi)部未與外界大氣相通，或玻璃塞未打開)2．(2022·全國大綱，29)苯乙酸銅是合成優(yōu)良催化劑、傳感材料——納米氧化銅的重要前驅(qū)體之一。下面是它的一種試驗室合成路線：制備苯乙酸的裝置示意圖如下(加熱和夾持裝置等略)：已知：苯乙酸的熔點為76.5℃回答下列問題：(1)在250mL三口瓶a中加入70mL70%硫酸。配制此硫酸時，加入蒸餾水與濃硫酸的先后挨次是________________。(2)將a中的溶液加熱至100℃，緩緩滴加40g苯乙腈到硫酸溶液中，然后升溫至130A．分液漏斗 B．漏斗C．燒杯 D．直形冷凝管E．玻璃棒(3)提純粗苯乙酸的方法是________，最終得到44g純品，則苯乙酸的產(chǎn)率是________。(4)用CuCl2·2H2O和NaOH溶液制備適量Cu(OH)2沉淀，并多次用蒸餾水洗滌沉淀，推斷沉淀洗潔凈的試驗操作和現(xiàn)象是__________________________________________。(5)將苯乙酸加入到乙醇與水的混合溶劑中，充分溶解后，加入Cu(OH)2攪拌30min，過濾，濾液靜置一段時間，析出苯乙酸銅晶體，混合溶劑中乙醇的作用是________。解析(1)稀釋濃H2SO4時，應(yīng)在適量蒸餾水中緩緩加入濃H2SO4，并不斷攪拌，防止暴沸，故應(yīng)先加水再加入濃H2SO4。(2)儀器b為分液漏斗，其作用是向三口瓶a中滴加液體試劑苯乙腈；儀器c為球形冷凝管，起到冷凝回流的作用(使氣化的反應(yīng)液冷凝)；由題中信息可知，苯乙酸微溶于冷水，故反應(yīng)結(jié)束后加適量冷水的目的是便于苯乙酸結(jié)晶析出，分別固體和液體應(yīng)接受過濾，過濾所用的主要儀器有漏斗、玻璃棒、燒杯等。(3)將粗苯乙酸晶體重新溶解在熱水中，然后再降溫結(jié)晶、過濾，即接受重結(jié)晶的方法提純苯乙酸；依據(jù)關(guān)系式計算：117g136g40geq\f(40×136,117)g＝46.5g所以苯乙酸的產(chǎn)率＝eq\f(44g,46.5g)×100%＝94.6%≈95%。(4)由于在制備Cu(OH)2沉淀的同時還有NaCl生成，附著在Cu(OH)2表面，故推斷沉淀洗滌潔凈的方法就是檢驗最終一次洗滌液中是否含有Cl－。(5)依據(jù)題意，苯乙酸微溶于水，溶于乙醇，故混合溶劑中乙醇的作用是增大苯乙酸的溶解度，便于苯乙酸充分反應(yīng)。答案(1)先加水，再加入濃H2SO4(2)滴加苯乙腈球形冷凝管冷凝回流(或使氣化的反應(yīng)液冷凝)便于苯乙酸析出BCE(3)重結(jié)晶95%(4)取少量洗滌液，加入稀HNO3，再加AgNO3溶液，無白色沉淀消滅(5)增大苯乙酸溶解度，便于充分反應(yīng)3．(2022·廣東高考，33)苯甲酸廣泛應(yīng)用于制藥和化工行業(yè)。某同學嘗試用甲苯的氧化反應(yīng)制備苯甲酸。反應(yīng)原理：試驗方法：肯定量的甲苯和KMnO4溶液在100℃反應(yīng)一段時間后停止反應(yīng)，按如下流程分別出苯甲酸和回收未反應(yīng)的甲苯。已知：苯甲酸分子量122，熔點122.4℃，在25℃和95℃時溶解度分別為0.3g(1)操作Ⅰ為________，操作Ⅱ為________。(2)無色液體A是________，定性檢驗A的試劑是________，現(xiàn)象是__________________________________________。(3)測定白色固體B的熔點，發(fā)覺其在115℃開頭熔化，達到130序號試驗方案試驗現(xiàn)象結(jié)論①將白色固體B加入水中，加熱溶解，________得到白色晶體和無色濾液②取少量濾液于試管中，________生成白色沉淀濾液含Cl－③干燥白色晶體，________________白色晶體是苯甲酸(4)純度測定：稱取1.220g產(chǎn)品，配成100mL甲醇溶液，移取25.00mL溶液，滴定，消耗KOH的物質(zhì)的量為2.40×10－3mol。產(chǎn)品中苯甲酸質(zhì)量分數(shù)的計算表達式為________，計算結(jié)果為________(保留二位有效數(shù)字)。解析要抓住甲苯和苯甲酸的性質(zhì)差異，并結(jié)合試驗流程進行分析、解決問題。(1)濾液經(jīng)操作Ⅰ分為有機相和水相，則Ⅰ為分液。有機相加無水Na2SO4干燥、過濾，再進行蒸餾(操作Ⅱ)獲得無色液體A，明顯A為甲苯。苯甲酸的溶解度受溫度影響相對較大，水相經(jīng)一系列處理，得到白色固體B，則B的主要成分為苯甲酸。(2)甲苯能被酸性KMnO4溶液氧化生成苯甲酸，KMnO4被還原生成MnO2，溶液的紫紅色褪去。(3)將白色固體B加入水中，加熱溶解，冷卻結(jié)晶，過濾，得到白色晶體和無色濾液。用AgNO3溶液定性檢驗Cl－的存在，測定所得白色晶體的熔點，確定為苯甲酸。(4)苯甲酸與KOH發(fā)生中和反應(yīng)：COOH＋KOH→COOK＋H2O，消耗2.40×10－3molKOH，則產(chǎn)品中苯甲酸的質(zhì)量分數(shù)為eq\f(2.40×10－3mol×122g·mol－1×\f(100mL,25.00mL),1.220g)×100%＝96%。答案(1)分液蒸餾(2)甲苯酸性KMnO4溶液溶液顏色褪去(其他合理答案也給分)(3)①冷卻結(jié)晶，過濾②滴入稀HNO3和AgNO3溶液③取適量加熱，測定熔點白色晶體在122.4℃(4)eq\f(2.40×10－3mol×122g·mol－1×\f(100mL,25.00mL),1.220g)×100%96%—————————[練后總結(jié)]—————————解答有機化學試驗題時，應(yīng)留意以下3個方面的問題：(1)原料的選擇與處理。制備一種物質(zhì)，首先應(yīng)依據(jù)目標產(chǎn)物的組成去