【创新设计】（广东专用）2022高考化学二轮专题题组训练 上篇 第14讲考点4 专题四 化学实验

【创新设计】（广东专用）2022高考化学二轮专题题组训练上篇第14讲考点4专题四化学实验[题组训练·考能]1．(2022·肇庆一模，33)实验室制取乙酸丁酯的实验装置有如图所示两种装置供选用。其有关物质的物质性质如下表：乙酸1－丁醇乙酸丁酯熔点(℃)16.6－89.5－73.5沸点(℃)117.9117126.3密度(g/cm3)1.050.810.88水溶性互溶可溶(9g/100g水)微溶(1)制取乙酸丁酯的装置应选用________(填“甲”或“乙”)。不选另一种装置的理由是__________________________________________。(2)该实验生成物中除了主产物乙酸丁酯外，还可能生成的有机副产物有(写出结构简式)：__________________________________________。(3)酯化反应是一个可逆反应，为提高1－丁醇的利用率，可采取的措施是__________________________________________。(4)从制备乙酸丁酯所得的混合物中分离、提纯乙酸丁酯时，需要经过多步操作，下列图示的操作中，肯定需要的化学操作是________(选填答案编号)。(5)有机物的分离操作中，经常需要使用分液漏斗等仪器。使用分液漏斗前必须____________；某同学在进行分液操作时，若发现液体流不下来，其可能原因除分液漏斗活塞堵塞外，还可能__________________________________________。解析　(1)根据图表数据比较反应物(乙酸和1－丁醇)与产物乙酸丁酯的沸点，加热时反应物容易挥发出来，降低了反应物的转化率，则采用冷凝回流装置解决这个问题。(2)在此条件下，丁醇分子之间可以发生分子内脱水(消去反应)生成CH3CH2CH===CH2-5-\n，还可以发生分子间脱水(取代反应)生成CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3。(3)增加一种反应物的浓度，平衡右移，可以提高另一种反应物的转化率。(4)制得的乙酸丁酯微溶于水，则充分振荡后使溶液分层，再利用分液操作进行分离。(5)使用分液漏斗前要先检验活塞部位是否漏水。分液漏斗中液体流不下来，可能漏斗内气压小于外界大气压，即漏斗内部未与外界大气相通，应将玻璃塞打开或使分液漏斗上口玻璃塞上的凹槽(或小孔)对准漏斗口上的小孔。答案　(1)乙　由于反应物(乙酸和1－丁醇)的沸点低于产物乙酸丁酯的沸点，若采用甲装置会造成反应物的大量挥发降低了反应物转化率，乙装置则可以冷凝回流反应物，提高了反应物的转化率(2)CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3CH3CH2CH===CH2(3)增加乙酸浓度　(4)AC　(5)检查是否漏水或堵塞　分液漏斗上口玻璃塞上的凹槽(或小孔)未与漏斗口上的小孔对准(或漏斗内部未与外界大气相通，或玻璃塞未打开)2．(2022·全国大纲，29)苯乙酸铜是合成优良催化剂、传感材料——纳米氧化铜的重要前驱体之一。下面是它的一种实验室合成路线：制备苯乙酸的装置示意图如下(加热和夹持装置等略)：已知：苯乙酸的熔点为76.5℃，微溶于冷水，溶于乙醇。回答下列问题：(1)在250mL三口瓶a中加入70mL70%硫酸。配制此硫酸时，加入蒸馏水与浓硫酸的先后顺序是________________。(2)将a中的溶液加热至100℃，缓缓滴加40g苯乙腈到硫酸溶液中，然后升温至130℃继续反应。-5-\n在装置中，仪器b的作用是______________；仪器c的名称是________，其作用是________________。反应结束后加适量冷水，再分离出苯乙酸粗品。加入冷水的目的是________________。下列仪器中可用于分离苯乙酸粗品的是________(填标号)。A．分液漏斗B．漏斗C．烧杯D．直形冷凝管E．玻璃棒(3)提纯粗苯乙酸的方法是________，最终得到44g纯品，则苯乙酸的产率是________。(4)用CuCl2·2H2O和NaOH溶液制备适量Cu(OH)2沉淀，并多次用蒸馏水洗涤沉淀，判断沉淀洗干净的实验操作和现象是__________________________________________。(5)将苯乙酸加入到乙醇与水的混合溶剂中，充分溶解后，加入Cu(OH)2搅拌30min，过滤，滤液静置一段时间，析出苯乙酸铜晶体，混合溶剂中乙醇的作用是________。解析　(1)稀释浓H2SO4时，应在适量蒸馏水中缓缓加入浓H2SO4，并不断搅拌，防止暴沸，故应先加水再加入浓H2SO4。(2)仪器b为分液漏斗，其作用是向三口瓶a中滴加液体试剂苯乙腈；仪器c为球形冷凝管，起到冷凝回流的作用(使气化的反应液冷凝)；由题中信息可知，苯乙酸微溶于冷水，故反应结束后加适量冷水的目的是便于苯乙酸结晶析出，分离固体和液体应采用过滤，过滤所用的主要仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯等。(3)将粗苯乙酸晶体重新溶解在热水中，然后再降温结晶、过滤，即采用重结晶的方法提纯苯乙酸；根据关系式计算：　117g　　　　　　　　136g　40g　　　　　　　　g＝46.5g所以苯乙酸的产率＝×100%＝94.6%≈95%。(4)因为在制备Cu(OH)2沉淀的同时还有NaCl生成，附着在Cu(OH)2表面，故判断沉淀洗涤干净的方法就是检验最后一次洗涤液中是否含有Cl－。(5)根据题意，苯乙酸微溶于水，溶于乙醇，故混合溶剂中乙醇的作用是增大苯乙酸的溶解度，便于苯乙酸充分反应。答案　(1)先加水，再加入浓H2SO4(2)滴加苯乙腈　球形冷凝管　冷凝回流(或使气化的反应液冷凝)　便于苯乙酸析出　BCE(3)重结晶　95%(4)取少量洗涤液，加入稀HNO3，再加AgNO3溶液，无白色沉淀出现(5)增大苯乙酸溶解度，便于充分反应-5-\n3．(2022·广东高考，33)苯甲酸广泛应用于制药和化工行业。某同学尝试用甲苯的氧化反应制备苯甲酸。反应原理：实验方法：一定量的甲苯和KMnO4溶液在100℃反应一段时间后停止反应，按如下流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯。已知：苯甲酸分子量122，熔点122.4℃，在25℃和95℃时溶解度分别为0.3g和6.9g；纯净固体有机物一般都有固定熔点。(1)操作Ⅰ为________，操作Ⅱ为________。(2)无色液体A是________，定性检验A的试剂是________，现象是__________________________________________。(3)测定白色固体B的熔点，发现其在115℃开始熔化，达到130℃时仍有少量不熔。该同学推测白色固体B是苯甲酸与KCl的混合物，设计了如下方案进行提纯和检验，实验结果表明推测正确。请完成表中内容。序号实验方案实验现象结论①将白色固体B加入水中，加热溶解，________得到白色晶体和无色滤液②取少量滤液于试管中，________生成白色沉淀滤液含Cl－③干燥白色晶体，________________白色晶体是苯甲酸(4)纯度测定：称取1.220g产品，配成100mL甲醇溶液，移取25.00mL溶液，滴定，消耗KOH的物质的量为2.40×10－3mol。产品中苯甲酸质量分数的计算表达式为________，计算结果为________(保留二位有效数字)。解析　要抓住甲苯和苯甲酸的性质差异，并结合实验流程进行分析、解决问题。(1)滤液经操作Ⅰ分为有机相和水相，则Ⅰ为分液。有机相加无水Na2SO4干燥、过滤，再进行蒸馏(操作Ⅱ)获得无色液体A，显然A为甲苯。苯甲酸的溶解度受温度影响相对较大，水相经一系列处理，得到白色固体B，则B的主要成分为苯甲酸。(2)甲苯能被酸性KMnO4溶液氧化生成苯甲酸，KMnO4被还原生成MnO2-5-\n，溶液的紫红色褪去。(3)将白色固体B加入水中，加热溶解，冷却结晶，过滤，得到白色晶体和无色滤液。用AgNO3溶液定性检验Cl－的存在，测定所得白色晶体的熔点，确定为苯甲酸。(4)苯甲酸与KOH发生中和反应：COOH＋KOH―→COOK＋H2O，消耗2.40×10－3molKOH，则产品中苯甲酸的质量分数为×100%＝96%。答案　(1)分液　蒸馏(2)甲苯　酸性KMnO4溶液　溶液颜色褪去(其他合理答案也给分)(3)①冷却结晶，过滤　②滴入稀HNO3和AgNO3溶液③取适量加热，测定熔点　白色晶体在122.4℃时熔化为液体(其他合理答案也给分)(4)×100%　96%—————————[练后总结]—————————解答有机化学实验题时，应注意以下3个方面的问题：(1)原料的选择与处理。制备一种物质，首先应根据目标产物的组成去寻找原料，原料的来源要经济、易得、安全。(2)反应原理和途径的确定。根据原料确定反应原理，要求考虑环保、节约等因素，找出最佳制备途径。制备途径一般包括中间产物的制取、粗产品的制得及粗产品的精制等几个部分。选择途径时应注意杂质少易除去、步骤少产率高、副反应少好控制、污染少可循环、易提纯好分离等特点。(3)产品的分离提纯。根据产品的性质特点选择合适的分离提纯方案。-5-