高中化学选修5-有机化学综合实验探究-考点解析

高中化学选修5有机化学综合实验探究考点解析【精选例题】例 i.乙酸异戊酯是组成蜜蜂信息素的成分之一，具有橡胶的香味。实验室制备乙酸异戊酯的反应、装置示意图和有关信息如下：实验步骤：在 A 中加入4.4 g 的异戊醇，6.0 g 的乙酸、数滴浓硫酸和2 3 片碎瓷片，开始缓慢加热A,回流50分钟，反应液冷至室温后，倒入分液漏斗中，分别用少量水，饱和碳酸氢钠溶液和水洗涤，分出的产物加入少量无水硫酸镁固体，静置片刻,过滤除去硫酸镁固体，进行蒸储纯化，收集140 143。(:微分,得乙酸异戊酯3.9 g0回答下列问题：(1)装置B 的名称是：(2)在洗涤操作中，第一次水洗的主要目的是：；第二次水洗的主要目的是：。(3)在洗涤、分液操作中，应充分振荡，然后静置，待 分 层 后(填标号)，A.直接将乙酸异戊酯从分液漏斗上口倒出B.直接将乙酸异戊酯从分液漏斗下口放出C.先将水层从分液漏斗的下口放出，再将乙酸异戊酯从下口放出D.先将水层从分液漏斗的下口放出，再将乙酸异戊酯从上口放出(4)本实验中加入过量乙酸的目的是：(5)实验中加入少量无水硫酸镁的目的是：(6)在蒸储操作中，仪器选择及安装都正确的是：(填标号)(7)本实验的产率是：。A.30%B .40%C.50%D.60%(8)在进行蒸储操作时，若从130 C开始收集微分，产率偏(填高或者低)原因是【参考答案】（1）球形冷凝管（2）洗掉大部分浓硫酸和醋酸；洗掉碳酸氢钠（3）d（4）提高异戊醇的转化率（5）干 燥（6）b（7）c 高，会收集到少量未反应的异戊醇。【解析】（1）仪 器 B 是球形冷凝管。（2）第一次水洗主要是洗掉浓硫酸和过量的乙酸。第二次水洗则主要是洗去上一步加入的饱和NaHC03o 主要从物质的溶解性和存在的杂质考虑。（3）乙酸异成酯比水要轻，分港时下层必须从下口放出，上层洒体从上口倒出。所以选do（4）由于乙酸的沸点最低，所以会有较多的乙酸挥发损耗，加入过量的乙酸可以保证使异成醇更多的转化为产品。（5）无 水 M gSO,有较快的吸水性，且不与乙酸异成酯反应，可以啜收水，便于下一步的蒸憎。（6）a、d 的温度计位置错误，冷凝管应该用直形冷凝管，若用球形冷凝管，冷凝的港体不能全部流下，所以应该用b。（?）从反应方程式可以看到乙酸过量，则按异戊醇计算。理论上可以生成乙酸异嘘酯6.6 g。则产率为：3.9 g/6.5 gX1 0 0%=6 0%o（8）会使产率偏高,溶于乙酸异戊酯的异展酉字会进入到产品中。【题后反思】解答“有机 实验题时，应注意以下问题：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；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；根据产品的性质特点选择合适的分离提纯方案。【基础过关】1 葡萄糖酸钙是一种可促进骨骼生长的营养物质。葡萄糖酸钙可通过以下反应制 得：C6Hl206（葡萄糖）+Br2+H20-C6Hl207（葡萄糖酸）+2HBr,2C6H12O7+CaC03TCa（C6Hlic）7）2（葡萄糖酸钙）+H20+C02T,相关物质的溶解性见下表：.滴加3黔臭水/5 5 七 过 量 CaCO/7 0 七 趁热过滤 乙酹实蛉流程如下：CHQ*溶满 k *f悬浊下物质名称葡萄糖酸钙葡萄糖酸漠化钙氯化钙水中的溶解性可溶于冷水易溶于热水可溶易溶易溶乙酯中的溶解性微溶微溶可溶可溶抽 滤 洗 涤 干 燥飞 广 飞 广 C afc.H u O-).,请回答下列问题:Q)第步中滨水氧化葡萄糖时，下列装置中最适合的是制备葡萄糖酸钙的过程中，葡萄糖的氧化也可用其他试剂，下列物质中最适合的是_ _ _ _ _ _ _OA.新制Cu(OH)2悬浊液B.酸性KMnO4溶液C.02腐萄糖氧化酶D.Ag(NH3)2OH 溶液(2)第步充分反应后CaCO3固体需有剩余，其目的是_ _ _ _ _ _ _；本实验中不宜用CaCI2替代CaCO3，理由是_ _ _ _ _ _。(3)第步需趁热过滤，其原因是_ _ _ _ _ _。(4)第步加入乙醇的作用是_ _ _ _ _ _o（5）第 步中，下列洗涤剂最合适的是.A .冷 水B.热 水C.乙 醇D.乙醇-水混合溶液【参考答案】（1）B,C（2）提高葡萄糖的转化率，便于后续分离 氯化钙难以与葡萄糖酸直接反应得到葡萄糖酸钙（3）葡萄糖酸钙冷却后会结晶析出，如不趁热过滤会损失产品（4）可降低葡萄糖酸钙在溶剂中的溶解度，有利于葡萄糖酸钙析出 D【解析】（1）反应需要控制在5 5七，应用水浴加热的方法，应选择B装置；从选项分析，最合适的试剂应该 是03和葡萄糖氧化酶o（2）第步充分反应后CaCO,固体需有剩余的目的是提高葡萄糖酸转化为葡萄糖酸钙的转化率，便于后续分离；氯化钙难以与葡萄糖酸直接反应得到葡萄糖酸钙，故本实险中不宜用CaCl3替 代CaCO,。（3）因为葡萄糖酸钙易溶于热水，所以第步采用趁热过滤的方法能激少葡萄糖酸钙的损失。（4）因为葡萄糖酸钙微溶于乙醇，所以在第步加入乙醇可降低葡萄糖酸钙在溶剂中的溶解度，有利于其析出。（5）根据表中相关物质溶解性知，第步中最合适的洗涤剂是乙醇一水混合溶液。【做题小帮手】重要有机实验的操作要点2.醇脱水是合成熔煌的常用方法，实验室合成环己烯的反应和实验装置如下：可能用到的有关数据如下：合成反应：在a中加入20 g环己醇和2小片碎瓷片，冷却搅动下慢慢加入1 mL浓H2SO4,b中通入冷却水后，开始缓慢加热a,控制微出物的温度不超过90 o分离提纯：反应粗产物倒入分液漏斗中分别用少量5%碳酸钠溶液和水洗涤，分离后加入无水氯化钙颗粒，静置一段时间后弃去氯化钙，最终通过蒸储得到纯净环己烯10 go回答下列问题：(1)装置b的名称是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。(2)加入碎瓷片的作用是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 如果加热一段时间后发现忘记加瓷片，应该采取的正确操作是_ _ _ _ _ _ _(填正确答案标号)。A.立即补加B.冷却后补加C.不需补加D.重新配料(3)本 实 验 中 最 容 易 产 生 的 副 产 物 的 结 构 简 式 为。(4)分液漏斗在使用前须清洗干净并 在本实验分离过程中，产物应 该 从 分 液 漏 斗 的(填 上口倒出 或 下口放出)。(5)分离提纯过程中加入无水氯化钙的目的是_ _ _ _ _ _ _ _。(6)在环己爆粗产物蒸储过程中，不 可 能 用 到 的 仪 器 有(填正确答案标 号)。A.圆底烧瓶B.温度计C.吸滤瓶D.球形冷凝管E.接收器(7)本实验所得到的环己烯产率是_ _ _ _ _ _ _ _(填正确答案标号)。A.41%B.50%C.61%D.70%【参考答案】（1）直形冷凝管（2）防 止 暴 沸 B（3）0-0（4）检 漏 上 口 倒 出（5）干燥（或除水除醇）（6）C、D（7）C1解析】（1）由题图可知装置b的名称是直形冷凝管。（2）加入碎姿片的作用是防止暴沸，否则会使蒸储烧瓶中的液体进入冷凝管，经接收器流入锥形瓶，导致装置炸裂，出现危险；如果发现忘记加碎姿片，应 冷 却 后 补 加。（3 本 实 蛉 中 最 容 易 产 生 的 副 产 物 是Q由-发生H分 子 间 脱 水 反 应 生 成 的（4）分流漏斗在使用前应清洗干净并检查活塞处是否漏水。产物中环己烯难溶于水且比水的密度小，用分液漏斗分离时在上层，无机水溶液在下层，下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出。（5）产物从分泄漏斗上口倒出后，含少量水和挥发出的环己醇，加入无水氯化钙的目的是干燥环己烯（或除水除醇）。（6）蒸储过程需用圆底烧瓶、温度计、接收器和酒精灯，不可能用到吸滤瓶和球形冷凝管。（7）据反应0-0+%。可 知，20 g0-O H理论上制得0的质量为=1 6.4 g。实际得纯净01 0 g,所以本实验所得到的环己烯产率是xl0%U6 1%。【做题小帮手】有机物的分离和提纯有机物分离提纯常见的物理方法有（萃取）分液法、蒸储或分储法、洗气法、渗析法、盐析法、沉淀法等。有机物的化学方法提纯一般是加入某种试剂，与杂质反应，生成易溶于水的物质，再用分液或的蒸储等物理方法除去杂质。如除去乙酸乙酯中混有的乙酸和乙醇，应在混合物中加入饱和的碳酸钠溶液，杂质乙酸与碳酸钠反应，生成了易溶于水的乙酸钠，同时降低乙酸乙酯的溶解度，充分搅拌后，用分液漏斗分液，可得纯净的乙酸乙酯。3 .草酸（乙二酸）存在于自然界的植物中,其Kl=5.4 xl0 -2 ,K2 =5.4 xl0-5。草酸的钠盐和钾盐易溶于水，而其钙盐难溶于水。草酸晶体（H2 c2 O4 2 H2 O）无色，熔点为1 0 1 ,易溶于水，受热脱水、升华，1 7 CTC以上分解。回答下列问题：草酸晶体灰 水c(1)甲组同学按照如图所示的装置，通过实验检验草酸晶体的分解产物。装置C 中可观察到的现象是_ _ _ _ _ _ _ _由 此 可 知 草 酸 晶 体 分 解 的 产 物 中 有。装置 B的主要作用是_ _ _ _ _ _。(2)乙组同学认为草酸晶体分解的产物中含有CO,为进行验证，选用甲组实验中的装置A、B和下图所示的部分装置(可以重复选用)进行实验。乙组同学的实验装置中，依次连接的合理顺序为A、B、。装置H 反应管中盛有的物质是_ _ _ _ _ _。能证明草酸晶体分解产物中有CO的现象是_ _ _ _ _ _。(3)设计实验证明：草酸的酸性比碳酸的强_ _ _ _。草酸为二元酸 O【参考答案】有气泡产生，澄清石灰水变浑浊；C02;冷凝分解产物中的水和甲酸。F、D、G、H、D;Cu。(氧 化 铜)；H 前的装置D 中的石灰水不变浑浊，H 后的装置D 中的石灰水变浑浊；向 lm ol/Ld的 NaHCO3溶液中加入lm ol/L的草酸溶液，若产生大量气泡则说明草酸的酸性比碳酸强。用氢氧化钠标准溶液滴定草酸溶液，消耗氢氧化钠的物质的量是草酸的两倍（将浓度均为O.lmol/L的草酸和氢氧化钠溶液等体积混合，测反应后的溶液的pH,若溶液呈酸性，则说明草酸是二元酸）【解析】草酸晶体（H3cm2&0）无色，熔点为101七，易溶于水，受热脱水、升华，170七以上分解，如果草酸受热分解，分解时会产生二氧化碳，二氧化碳和氮氧化钙反应生成难溶性的碳酸钙沉淀而使澄清石灰水变浑浊，所以C 中观察到的现象是有气泡冒出且澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳生成；草酸的钠盐和钾盐易溶于水，而其钙盐难溶于水，草酸易升华，导致生成的气体中含有草酸，草酸和氢氧化钙反应生成难溶性的草酸钙而干扰二氧化碳的检验，B装置温度较低，有冷凝作用，防止干扰二氧化碳的检验。为验证C O,在除去并检验除尽CO2并经干燥后，可采用CO还原CuO（氧化铜）的实验，通过氧化铜颜色的变化和澄清石灰水变浑浊的现象证明。用浓氢氧化制取弱酸，向盛有少量NaHCO3的试管里滴加草酸溶液，有气泡产生就说明草酸酸性大于碳酸。草酸和NaOH发生中和反应时，如果草酸是二元酸，则参加反应的草酸物质的量应该是NaOH的一半，所以用NaOH标准溶液滴定草酸溶液，消耗NaOH的物质的量是草酸的2倍就说明草酸是二元酸。【做题小帮手】有机物制取中的典型装置（1）反应装置(2)蒸储装置温度计的冷凝管正确位置温度计，牛角管量烧 瓶hK/口 弦器4.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：-C H2CN+H20 +H2 s10 130 -C H2COOH+NH4HSO4 -C H2COOH+CU(OH)2-(-C H2COO)2CU+H2O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250 mL三口瓶a中加入70 mL70%硫酸。配制此硫酸时，加入蒸储