第46讲 有机化合物制备实验 -备战2023年高考化学【一轮·夯实基础】复习精讲精练

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【复习目标】
1．掌握有机化合物制备涉及到的常见仪器的名称及使用方法。
2．掌握有机化合物制备涉及到的常见分离提纯方法。
3．能设计、评价和优化有机化合物制备实验方案。
【知识精讲】
1．有机化合物制备的思维流程
2．熟悉有机物制备实验的仪器装置
(1)常用仪器
(2)常用装置
①反应装置：有机物易挥发，常采用冷凝回流装置减少有机物的挥发，提高原料的利用率和产物的产率。
②蒸馏装置：利用有机物沸点的不同，用蒸馏的方法可以实现分离。
(3)注意问题：
3．提纯有机物的常用步骤
有机制备实验有反应物转化率低、副反应多等特点，制得的产物中常混有杂质，根据目标产物与杂质的性质差异，可用如下方法分离提纯：

如苯与液溴发生取代反应后，产物为棕褐色，混合物中含有目标产物溴苯、有机杂质苯、无机杂质Br2、FeBr3、HBr等，提纯溴苯可用如下工艺流程：

4．提纯有机物的常用方法
(1)分液：用于分离两种互不相溶(密度也不同)的液体。
(2)蒸馏：用于分离沸点不同的液体。分馏的原理与此相同。
(3)洗气：用于除去气体混合物中的杂质，如乙烷中的乙烯可通过溴水洗气除去。
(4)萃取分液：如分离溴水中的溴和水，可用四氯化碳或苯进行萃取，然后分液。
【例题1】苯胺为无色油状液体，沸点184 ℃，易被氧化。实验室以硝基苯为原料通过反应＋3H2eq \(――→,\s\up11(140 ℃),\s\d4( )) ＋2H2O制备苯胺，实验装置(夹持及加热装置略)如图。下列说法正确的是( )
A．长颈漏斗内的药品最好是盐酸
B．蒸馏时，冷凝水应该a进b出
C．为防止苯胺被氧化，加热前应先通一段时间H2
D．为除去反应生成的水，蒸馏前需关闭K并向三颈烧瓶中加入浓硫酸
【答案】C
【解析】
因为苯胺为无色液体，与酸反应生成盐，锌与盐酸反应制得的氢气中有氯化氢，通入三颈烧瓶之前应该除去氯化氢，而装置中缺少除杂装置，则不能用稀盐酸，应选择稀硫酸，故A错误；为提升冷却效果，冷凝管内冷却水流向应与蒸气流向相反，则装置中冷凝水应该b进a出，故B错误；苯胺还原性强，易被氧化，所以制备苯胺前用氢气排尽装置中空气，同时氢气是可燃性气体，点燃时易发生爆炸，则加热之前，应先打开K，通入一段时间的氢气，排尽装置中的空气，故C正确；苯胺还原性强，易被氧化，有碱性，与酸反应生成盐，而浓硫酸具有酸性和强氧化性，苯胺能与浓硫酸反应，则不能选用浓硫酸，三颈烧瓶内的反应结束后，关闭K，先在三颈烧瓶中加入生石灰后蒸馏，故D错误。
【例题2】醇脱水是合成烯烃的常用方法，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片碎瓷片，冷却搅动下慢慢加入1 mL浓硫酸。b中通入冷却水后，开始缓慢加热a，控制馏出物的温度不超过90 ℃。
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。最终通过蒸馏得到纯净环己烯10 g。
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碎瓷片，应该采取的正确操作是________(填字母)。
A．立即补加 B．冷却后补加
C．不需补加 D．重新配料
(3)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”)。
(4)分离提纯过程中加入无水氯化钙的目的是________。
(5)在环己烯粗产物蒸馏过程中，不可能用到的仪器有________(填字母，下同)。
A．圆底烧瓶 B．温度计 C．吸滤瓶 D．球形冷凝管 E．接收器
(6)本实验所得到的环己烯的产率是________。
A．41% B．50%
C．61% D．70%
【答案】(1)直形冷凝管 (2)防止暴沸 B (3)检漏 上口倒出 (4)除去水 (5)CD (6)C
【解析】
(1)装置b为直形冷凝管，可用于冷凝回流。
(2)加入碎瓷片的作用是防止有机物在加热时发生暴沸。如果在加热时发现忘记加碎瓷片，这时必须停止加热，待冷却后补加碎瓷片。
(3)分液漏斗在使用前必须要检漏。实验生成的环己烯的密度比水的密度要小，所以环己烯应从上口倒出。
(4)加入无水氯化钙的目的：除去产物中少量的水。
(5)观察题中实验装置图知，蒸馏过程中不可能用到吸滤瓶及球形冷凝管。
(6)20 g环己醇的物质的量为eq \f(20 g,100 g·ml－1)＝0.2 ml，理论上生成环己烯的物质的量为0.2 ml，质量为0.2 ml×82 g·ml－1＝16.4 g，实际得到环己烯的质量为10 g，则产率为eq \f(10 g,16.4 g)×100%≈61%。
【真题演练】
1．（2021·湖北·高考真题）某兴趣小组为制备1—氯—2—甲基丙烷(沸点69℃)，将2—甲基—1—丙醇和POCl3溶于CH2Cl2中，加热回流(伴有HCl气体产生)。反应完全后倒入冰水中分解残余的POCl3，分液收集CH2Cl2层，无水MgSO4干燥，过滤、蒸馏后得到目标产物。上述过程中涉及的装置或操作错误的是(夹持及加热装置略)
A．AB．BC．CD．D
【答案】B
【详解】
A．将2-甲基-1-丙醇和POCl3溶于盛在三口烧瓶中的CH2Cl2中，搅拌、加热回流(反应装置中的球形冷凝管用于回流)，制备产物，A项正确；
B．产生的HCl可用NaOH溶液吸收，但要防止倒吸，导气管不能直接插入NaOH溶液中，B项错误；
C．分液收集CH2Cl2层需用到分液漏斗，振摇时需将分液漏斗倒转过来，C项正确；
D．蒸馏时需要用温度计控制温度，冷凝水从下口进、上口出，D项正确；
故选B。
2．（2019·全国·高考真题）实验室制备溴苯的反应装置如下图所示，关于实验操作或叙述错误的是
A．向圆底烧瓶中滴加苯和溴的混合液前需先打开K
B．实验中装置b中的液体逐渐变为浅红色
C．装置c中的碳酸钠溶液的作用是吸收溴化氢
D．反应后的混合液经稀碱溶液洗涤、结晶，得到溴苯
【答案】D
【详解】
A项、若关闭K时向烧瓶中加注液体，会使烧瓶中气体压强增大，苯和溴混合液不能顺利流下。打开K，可以平衡气压，便于苯和溴混合液流下，故A正确；
B项、装置b中四氯化碳的作用是吸收挥发出的苯和溴蒸汽，溴溶于四氯化碳使液体逐渐变为浅红色，故B正确；
C项、装置c中碳酸钠溶液呈碱性，能够吸收反应生成的溴化氢气体，故C正确；
D项、反应后得到粗溴苯，向粗溴苯中加入稀氢氧化钠溶液洗涤，除去其中溶解的溴，振荡、静置，分层后分液，向有机层中加入适当的干燥剂，然后蒸馏分离出沸点较低的苯，可以得到溴苯，不能用结晶法提纯溴苯，故D错误。
故选D。
3．（2020·江苏·高考真题）羟基乙酸钠易溶于热水，微溶于冷水，不溶于醇、醚等有机溶剂。制备少量羟基乙酸钠的反应为
实验步骤如下：
步骤1：如图所示装置的反应瓶中，加入40g氯乙酸、50mL水，搅拌。逐步加入40%NaOH溶液，在95℃继续搅拌反应2小时，反应过程中控制pH约为9。
步骤2：蒸出部分水至液面有薄膜，加少量热水，趁热过滤。滤液冷却至15℃，过滤得粗产品。
步骤3：粗产品溶解于适量热水中，加活性炭脱色，分离掉活性炭。
步骤4：将去除活性炭后的溶液加到适量乙醇中，冷却至15℃以下，结晶、过滤、干燥，得羟基乙酸钠。
(1)步骤1中，如图所示的装置中仪器A的名称是___________；逐步加入NaOH溶液的目的是____________。
(2)步骤2中，蒸馏烧瓶中加入沸石或碎瓷片的目的是_______________。
(3)步骤3中，粗产品溶解于过量水会导致产率__________(填“增大”或“减小”)；去除活性炭的操作名称是_______________。
(4)步骤4中，将去除活性炭后的溶液加到适量乙醇中的目的是_______________。
【答案】(回流)冷凝管 防止升温太快、控制反应体系pH 防止暴沸 减小 趁热过滤 提高羟基乙酸钠的析出量(产率)
【详解】
(1)根据图中仪器得出仪器A的名称为冷凝管，根据题中信息可知制备羟基乙酸钠的反应为放热反应，逐步加入NaOH溶液的目的是防止升温太快，同时控制反应体系的pH；故答案为：(回流)冷凝管；防止升温太快，控制反应体系的pH。
(2步骤2中烧瓶中加入沸石或碎瓷片的目的是防止暴沸；故答案为：防止暴沸。
(3)粗产品溶于过量水，导致在水中溶解过多，得到的产物减少，因此导致产率减小；由于产品易溶于热水，微溶于冷水，因此去除活性炭的操作名称是趁热过滤；故答案为：减少；趁热过滤。
(4)根据信息，产品不溶于乙醇、乙醚等有机溶剂中，因此步骤4中，将去除活性炭后的溶液加到适量乙醇中的目的是降低产品的溶解度，提高羟基乙酸钠的析出量(产量)；故答案为：提高羟基乙酸钠的析出量(产量)。
4．（2020·全国·高考真题）苯甲酸可用作食品防腐剂。实验室可通过甲苯氧化制苯甲酸，其反应原理简示如下：
+KMnO4→+ MnO2+HCl→+KCl
实验步骤：
(1)在装有温度计、冷凝管和搅拌器的三颈烧瓶中加入1.5 mL甲苯、100 mL水和4.8 g(约0.03 ml)高锰酸钾，慢慢开启搅拌器，并加热回流至回流液不再出现油珠。
(2)停止加热，继续搅拌，冷却片刻后，从冷凝管上口慢慢加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液，并将反应混合物趁热过滤，用少量热水洗涤滤渣。合并滤液和洗涤液，于冰水浴中冷却，然后用浓盐酸酸化至苯甲酸析出完全。将析出的苯甲酸过滤，用少量冷水洗涤，放在沸水浴上干燥。称量，粗产品为1.0 g。
(3)纯度测定：称取0. 122 g粗产品，配成乙醇溶液，于100 mL容量瓶中定容。每次移取25. 00 mL溶液，用0.01000 ml·L−1的KOH标准溶液滴定，三次滴定平均消耗21. 50 mL的KOH标准溶液。
回答下列问题：
(1)根据上述实验药品的用量，三颈烧瓶的最适宜规格为______(填标号)。
A．100 mL B．250 mL C．500 mL D．1000 mL
(2)在反应装置中应选用______冷凝管(填“直形”或“球形”)，当回流液不再出现油珠即可判断反应已完成，其判断理由是_____________。
(3)加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液的目的是___________；该步骤亦可用草酸在酸性条件下处理，请用反应的离子方程式表达其原理__________。
(4)“用少量热水洗涤滤渣”一步中滤渣的主要成分是_______。
(5)干燥苯甲酸晶体时，若温度过高，可能出现的结果是_______。
(6)本实验制备的苯甲酸的纯度为______________；据此估算本实验中苯甲酸的产率最接近于_______(填标号)。
A．70% B．60% C．50% D．40%
(7)若要得到纯度更高的苯甲酸，可通过在水中__________的方法提纯。
【答案】B 球形 无油珠说明不溶于水的甲苯已经被完全氧化 除去过量的高锰酸钾，避免在用盐酸酸化时，产生氯气
2+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O MnO2 苯甲酸升华而损失 86.0％ C 重结晶
【详解】
（1）加热液体，所盛液体的体积不超过三颈烧瓶的一半，三颈烧瓶中已经加入100m的水，1.5mL甲苯，4.8g高锰酸钾，应选用250mL的三颈烧瓶，故答案为：B；
（2）为增加冷凝效果，在反应装置中宜选用球形冷凝管，当回流液中不再出现油珠时，说明反应已经完成，因为：没有油珠说明不溶于水的甲苯已经完全被氧化；故答案为：球形；没有油珠说明不溶于水的甲苯已经完全被氧化；
（3）高锰酸钾具有强氧化性，能将Cl-氧化。加入适量的饱和亚硫酸氢钠溶液是为了除去过量的高锰酸钾，避免在用盐酸酸化时，产生氯气；该步骤亦可用草酸处理，生成二氧化碳和锰盐，离子方程式为：5H2C2O4＋2MnO4－＋6H＋=2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O；故答案为：除去过量的高锰酸钾，避免在用盐酸酸化时，产生氯气；5H2C2O4＋2MnO4－＋6H＋=2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O；
（4）由信息甲苯用高锰酸钾氧化时生成苯甲酸钾和二氧化锰，“用少量热水洗涤滤渣”一步中滤渣的主要成分是：MnO2，故答案为：MnO2；
（5）苯甲酸100℃时易升华，干燥苯甲酸时，若温度过高，苯甲酸升华而损失；故答案为：苯甲酸升华而损失；
（6）由关系式C6H5COOH～KOH得，苯甲酸的纯度为： ×100%=86.0%；1.5mL甲苯理论上可得到苯甲酸的质量： =1.72g，产品的产率为 ×100%=50%；故答案为：86.0%；C；
（7）提纯苯甲酸可用重结晶的方法。故答案为：重结晶。
5．（2019·全国·高考真题）乙酰水杨酸（阿司匹林）是目前常用药物之一。实验室通过水杨酸进行乙酰化制备阿司匹林的一种方法如下：
实验过程：在100 mL锥形瓶中加入水杨酸6.9 g及醋酸酐10 mL，充分摇动使固体完全溶解。缓慢滴加0.5 mL浓硫酸后加热，维持瓶内温度在70 ℃左右，充分反应。稍冷后进行如下操作.
①在不断搅拌下将反应后的混合物倒入100 mL冷水中，析出固体，过滤。
②所得结晶粗品加入50 mL饱和碳酸氢钠溶液，溶解、过滤。
③滤液用浓盐酸酸化后冷却、过滤得固体。
④固体经纯化得白色的乙酰水杨酸晶体5.4 g。
回答下列问题：
（1）该合成反应中应采用__________加热。（填标号）
A．热水浴 B．酒精灯 C．煤气灯 D．电炉
（2）下列玻璃仪器中，①中需使用的有________（填标号），不需使用的_________（填名称）。
（3）①中需使用冷水，目的是_______________________。
（4）②中饱和碳酸氢钠的作用是_____________，以便过滤除去难溶杂质。
（5）④采用的纯化方法为____________。
（6）本实验的产率是_________%。
【答案】A BD 分液漏斗、容量瓶 充分析出乙酰水杨酸固体（结晶） 生成可溶的乙酰水杨酸钠 重结晶 60
【详解】
（1）因为反应温度在70℃，低于水的沸点，且需维温度不变，故采用热水浴的方法加热；
（2）操作①需将反应物倒入冷水，需要用烧杯量取和存放冷水，过滤的操作中还需要漏斗，则答案为：B、D；分液漏斗主要用于分离互不相容的液体混合物，容量瓶用于配制一定浓度的溶液，这两个仪器用不到。
（3）反应时温度较高，所以用冷水的目的是使得乙酰水杨酸晶体充分析出；
（4）乙酰水杨酸难溶于水，为了除去其中的杂质，可将生成的乙酰水杨酸与碳酸氢钠反应生成可溶性的乙酰水杨酸钠，以便过滤除去杂质；
（5）每次结晶过程中会有少量杂质一起析出，可以通过多次结晶的方法进行纯化，也就是重结晶；
（6）水杨酸分子式为C7H6O3，乙酰水杨酸分子式为C9H8O4，根据关系式法计算得：
C7H6O3~ C9H8O4
138 180
6.9g m
m( C9H8O4)=(6.9g×180)/138=9g，则产率为。
6．（2019·天津·高考真题）环己烯是重要的化工原料。其实验室制备流程如下：
回答下列问题：
Ⅰ．环己烯的制备与提纯
（1）原料环己醇中若含苯酚杂质，检验试剂为__________，现象为__________。
（2）操作1的装置如图所示（加热和夹持装置已略去）。
①烧瓶A中进行的可逆反应化学方程式为________________________，浓硫酸也可作该反应的催化剂，选择而不用浓硫酸的原因为________________________（填序号）。
a．浓硫酸易使原料碳化并产生
b．污染小、可循环使用，符合绿色化学理念
c．同等条件下，用比浓硫酸的平衡转化率高
②仪器B的作用为____________。
（3）操作2用到的玻璃仪器是____________。
（4）将操作3（蒸馏）的步骤补齐：安装蒸馏装置，加入待蒸馏的物质和沸石，_______，弃去前馏分，收集83℃的馏分。
Ⅱ．环己烯含量的测定
在一定条件下，向环己烯样品中加入定量制得的，与环己烯充分反应后，剩余的与足量作用生成，用的标准溶液滴定，终点时消耗标准溶液（以上数据均已扣除干扰因素）。
测定过程中，发生的反应如下：
①
②
③
（5）滴定所用指示剂为____________。样品中环己烯的质量分数为____________（用字母表示）。
（6）下列情况会导致测定结果偏低的是____________（填序号）。
a．样品中含有苯酚杂质
b．在测定过程中部分环己烯挥发
c．标准溶液部分被氧化
【答案】 溶液 溶液显紫色 a、b 减少环己醇蒸出 分液漏斗、烧杯 通冷凝水，加热 淀粉溶液 b、c
【详解】
I.（1）检验苯酚的首选试剂是FeCl3溶液，原料环己醇中若含有苯酚，加入FeCl3溶液后，溶液将显示紫色；
（2）①从题给的制备流程可以看出，环己醇在FeCl3·6H2O的作用下，反应生成了环己烯，对比环己醇和环己烯的结构，可知发生了消去反应，反应方程式为：，注意生成的小分子水勿漏写，题目已明确提示该反应可逆，要标出可逆符号，FeCl3·6H2O是反应条件（催化剂）别漏标；此处用FeCl3·6H2O而不用浓硫酸的原因分析中：a项合理，因浓硫酸具有强脱水性，往往能使有机物脱水至炭化，该过程中放出大量的热，又可以使生成的炭与浓硫酸发生反应：C+2H2SO4(浓) CO2↑+SO2↑+2H2O；b项合理，与浓硫酸相比，FeCl3·6H2O对环境相对友好，污染小，绝大部分都可以回收并循环使用，更符合绿色化学理念；c项不合理，催化剂并不能影响平衡转化率；
②仪器B为球形冷凝管，该仪器的作用除了导气外，主要作用是冷凝回流，尽可能减少加热时反应物环己醇的蒸出，提高原料环己醇的利用率；
（3）操作2实现了互不相溶的两种液体的分离，应是分液操作，分液操作时需要用到的玻璃仪器主要有分液漏斗和烧杯；
（4）题目中已明确提示了操作3是蒸馏操作。蒸馏操作在加入药品后，要先通冷凝水，再加热；如先加热再通冷凝水，必有一部分馏分没有及时冷凝，造成浪费和污染；
II.（5）因滴定的是碘单质的溶液，所以选取淀粉溶液比较合适；根据所给的②式和③式，可知剩余的Br2与反应消耗的Na2S2O3的物质的量之比为1：2，所以剩余 Br2的物质的量为：n(Br2)余=×cml·L-1×vmL×10-3L·mL-1=ml，反应消耗的Br2的物质的量为（b-）ml，据反应①式中环己烯与溴单质1：1反应，可知环己烯的物质的量也为（b-）ml，其质量为（b-）×82g，所以ag样品中环己烯的质量分数为：。
（6）a项错误，样品中含有苯酚，会发生反应：，每反应1mlBr2，消耗苯酚的质量为31.3g；而每反应1ml Br2，消耗环己烯的质量为82g；所以苯酚的混入，将使耗Br2增大，从而使环己烯测得结果偏大；b项正确，测量过程中如果环己烯挥发，必然导致测定环己烯的结果偏低；c项正确，Na2S2O3标准溶液被氧化，必然滴定时消耗其体积增大，即计算出剩余的溴单质偏多，所以计算得出与环己烯反应的溴单质的量就偏低，导致最终环己烯的质量分数偏低。
【课后精练】
第I卷（选择题）
1．（2022·湖北·宜昌市夷陵中学模拟预测）正溴丁烷可用于合成麻醉药盐酸丁卡因，也用于生产染料和香料，是稀有元素萃取的溶剂及有机合成的中间体，实验室用下列反应制备正溴丁烷：
；
其制备提纯如图(夹持装置略)。下列操作错误的是
A．AB．BC．CD．D
【答案】C
【详解】
A．反应物、水及产品均易挥发，用冷凝回流装置加热使其充分反应，A正确；
B．装置b中的氢氧化钠溶液用于吸收未反应的溴化氢和副反应生成的溴蒸气、二氧化硫，防止污染空气，B正确；
C．若选用较浓的硫酸作为反应物，得到的产品会呈黄色是因为溶解了，若用氢氧化钠与反应，但同时也会引起溴乙烷水解，C错误；
D．正溴丁烷与正丁醇沸点差值大，用蒸馏法可提纯，D正确；
答案选C。
2．（2022·山东淄博·三模）下列实验设计不能达到实验目的的是
A．AB．BC．CD．D
【答案】B
【详解】
A．饱和溶液洗涤分液，可将溶解在乙酸乙酯中的乙醇和乙酸除去，A正确；
B．制取溴苯需要纯净的液溴与苯在催化下反应，B错误；
C．向中加入大量的水，同时加热，促进水解趋于完全，所得沉淀过滤、焙烧，得到，C正确；
D．相同条件下，将颗粒大小相同的钠分别与乙醇、水反应，钠与水反应比与乙醇反应剧烈，能够比较出乙醇分子中羟基氢原子和水分子中氢原子的活泼性，D正确；
故选B。
3．（2022·全国·模拟预测）实验室用如图示反应装置制备苯甲酸。
已知：甲苯的熔点为-95℃，沸点110.6℃，不溶于水。苯甲酸的熔点为122.4℃ (100℃以上时会升华)，沸点248℃，微溶于水，易溶于乙醇、热水。
(1)开启搅拌器，并加热回流至回流液不再出现油珠。
(2)停止加热，继续搅拌，冷却片刻后，从分液漏斗慢慢加入适量饱和溶液，反应结束后将混合物趁热过滤。
(3)将滤液于冰水中冷却，然后用浓盐酸酸化至苯甲酸析出完全。将析出的苯甲酸过滤，用少量冷水洗涤，放在沸水浴上干燥。
下列说法错误的是
A．回流液不再出现油珠说明甲苯已经被完全还原
B．加入饱和溶液的作用是除去过量的
C．放在沸水浴上干燥的目的是防止温度过高苯甲酸升华
D．若用草酸代替溶液，反应的离子方程式为：
【答案】A
【详解】
A．根据数据甲苯的熔点-95℃，甲苯的沸点110.6℃，可知油珠是甲苯，无油珠表明不溶于水的甲苯已被完全氧化，A错误；
B．加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液的目的是还原多余的高锰酸钾，防止加盐酸时生成有毒的氯气，B正确；
C．苯甲酸100℃以上升华，干燥苯甲酸晶体时，若温度过高，苯甲酸易升华而损失，则放在沸水浴上干燥的目的是防止温度过高苯甲酸升华，C正确；
D．草酸还原高锰酸根，草酸被氧化为二氧化碳，高锰酸钾被还原为二价锰离子方程式：，D正确；
故选：A。
4．（2022·上海奉贤·一模）下列有机物的实验室制备方法正确的是
A．用饱和食盐水与电石在启普发生器中反应制取乙炔
B．收集乙酸乙酯时用到了饱和碳酸钠溶液
C．制取乙酸丁酯和乙酸乙酯时都加入了浓硫酸和过量的乙酸
D．制取乙烯时采用酸性高锰酸钾溶液除去二氧化硫杂质
【答案】B
【详解】
A．电石（CaC2）与水的反应剧烈放热，若使用启普发生器会发生爆炸，A错误；
B．饱和碳酸钠溶液可以吸收乙醇、中和乙酸、降低乙酸乙酯的溶解度，因此收集乙酸乙酯时使用饱和碳酸钠溶液，B正确；
C．由于乙醇价格比较低廉，实验室制备乙酸乙酯时，为了提高乙酸的转化率，会使乙醇过量，C错误；
D．乙烯可以被KMnO4氧化，因此不能用酸性KMnO4除杂，D错误；
故选B。
5．（2022·上海上海·模拟预测）如图所示是实验室制取乙炔及性质检验装置，下列说法正确的是
A．①只能是饱和食盐水B．②的作用是吸收SO2，排除干扰
C．③和④的褪色原理相同D．乙炔点燃前要检验纯度
【答案】D
【分析】①中的液体中的水和电石反应制备乙炔；②中NaOH溶液用来除去①中产生的H2S等气体；③中乙炔被酸性KMnO4溶液氧化，使得酸性KMnO4溶液褪色；④中乙炔和溴水发生加成反应，使得溴水褪色，并在导管末端点燃乙炔。
【详解】
A．①不一定是饱和食盐水，也可以是水（用饱和食盐水时，反应更加平和），A错误；
B．电石和水反应产生的杂质有H2S等，没有SO2，②的作用是吸收H2S，排除干扰，B错误；
C．中乙炔被酸性KMnO4溶液氧化，使得酸性KMnO4溶液褪色；④中乙炔和溴水发生加成反应，使得溴水褪色，即③和④的褪色原理不同，C错误；
D．乙炔是可燃性气体，点燃前要检验纯度，以防爆炸，D正确；
故选D。
6．（2022·辽宁·模拟预测）下列实验或叙述符合绿色化学理念的是
A．利用汞盐催化乙炔制备乙醛
B．利用稀硝酸和铜反应制备硝酸铜
C．利用乙烷和氯气在催化剂存在的条件下制备氯乙烷
D．在萃取操作的演示实验中，将萃取溴水中的溴改为萃取碘水中的碘
【答案】D
【详解】
A．汞盐会造成重金属污染，A不符合题意；
B．用铜和稀硝酸反应制取硝酸铜时会生成有毒气体，不符合绿色化学理念，B不符合题意意；
C．乙烷与氯气反应，氯气有毒，且副反应较多，C不符合题意；
D．液溴易挥发，有剧毒，在萃取操作的演示实验中，将 CCl4 萃取溴水中的溴改为 CCl4 萃取碘水中的碘符合绿色化学理念，D符合题意；
故选D。
7．（2022·山东青岛·二模）1-溴丙烷常用于农药、医药等合成、实验室用浓硫酸、固体、1-丙醇混合加热制备纯净的1-溴丙烷、装置如下图所示(夹持及加热装置略)。反应一段时间后，蒸馏得到粗产品，粗产品中加入适量10%溶液后分液、再加入少量固体，过滤，再次蒸馏得纯净的产品。下列说法错误的是
A．制备装置中浓硫酸用于制取并吸水提高1-丙醇转化率
B．吸收装置吸收挥发出的防止污染空气
C．分液装置中1-溴丙烷从分液漏斗下口放出
D．蒸馏装置中的冷凝管换成制备装置中的冷凝管效果更好
【答案】D
【详解】
A．浓硫酸与NaBr 固体反应制备HBr，同时浓硫酸具有吸水性，可以吸收水分使得1-丙醇转化为1-溴丙烷的转化率提高，A正确；
B． HBr 不能直接排放到空气中，吸收装置吸收挥发出的 HBr 防止污染空气，B正确；
C．1-溴丙烷的密度比水大，在分液漏斗的下层，应从分液漏斗下口放出，C正确；
D．蒸馏装置中的冷凝管换成制备装置中的球形冷凝管，1-溴丙烷容易残留在球形冷凝管中，D错误；
故选D。
8．（2022·山东·肥城市教学研究中心模拟预测）1-丁醇、溴化钠和70%的硫酸共热反应，经过回流、蒸馏、萃取分液制得1-溴丁烷粗产品，装置如图所示：
已知：
下列说法正确的是
A．装置I中回流的目的是为了提高产率
B．装置II中a为进水口，b为出水口
C．用装置III萃取分液时，将分层的液体依次从下放出
D．蒸馏完毕后，应先停止通冷凝水，再停止加热
【答案】A
【分析】根据题意1-丁醇、溴化钠和70%的硫酸在装置I中共热发生得到含、、NaHSO4、NaBr、H2SO4的混合物，混合物在装置Ⅱ中蒸馏得到和的混合物，在装置Ⅲ中用合适的萃取剂萃取分液得粗产品。
【详解】
A．浓硫酸和NaBr会产生HBr，1-丁醇以及浓硫酸和NaBr产生的HBr均易挥发，用装置I回流可减少反应物的挥发，提高产率，选项A正确；
B．冷凝水应下进上出，装置Ⅱ中b为进水口，a为出水口，选项B错误；
C．用装置Ⅲ萃取分液时，将下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出，选项C错误；
D．蒸馏完毕后，应停止加热后，继续通冷凝水至冷却至室温，选项D错误；
答案选A。
9．（2022·山东烟台·三模）2-呋喃甲酸乙酯常用于合成杀虫剂和香料。实验室常由2-呋喃甲酸( )和乙醇在浓硫酸催化下反应制备，其流程如下：
已知：①2-呋喃甲酸乙酯为无色液体，相对于水的密度为1.117，沸点为196℃；
②2-呋喃甲酸的沸点为230℃，乙醇的沸点为78.4℃；③苯与水可形成共沸物，共沸点为69.25℃。
下列说法错误的是
A．反应时添加苯是为了将水及时从体系中移除，提高原料的利用率
B．蒸馏的目的主要是为了除去乙醇
C．洗涤、静置分层后，水相从分液漏斗下层流出后，有机相从上口倒出
D．蒸馏用到的玻璃仪器有酒精灯、蒸馏烧瓶、温度计、直形冷凝管、牛角管、锥形瓶
【答案】C
【详解】
A．由于制备2-呋喃甲酸乙酯的反应是酯化反应也即是可逆反应，苯与水形成共沸物，从体系中将水移除，使平衡正移，可提高原料的利用率，故A正确；
B．乙醇的沸点为78.4℃，蒸馏的目的主要是为了除去乙醇，故B正确；
C．2-呋喃甲酸乙酯相对于水的密度为1.117，有机物密度比水大，则洗涤，静置分层后，将有机相从下层流出后，水相再从上口倒出，故C错误；
D．蒸馏用到的玻璃仪器有酒精灯、蒸馏烧瓶、温度计、直形冷凝管、牛角管、锥形瓶，故D正确；
故选：C。
10．（2022·福建三明·三模）1-溴丁烷是密度比水大、难溶于水的无色液体，常用作有机合成的烷基化试剂。将浓硫酸、NaBr固体、1-丁醇混合加热回流后，再经洗涤→干燥→蒸馏获得纯品。实验中涉及如下装置(部分夹持和加热装置省略)：
下列说法错误的是
A．图中所示两处冷凝管中冷凝水方向均为从a口进b口出
B．气体吸收装置的作用是吸收HBr等有毒气体
C．浓硫酸的作用是作反应物、催化剂等
D．洗涤时，经“水洗→碱洗(溶液)→水洗”可除去大部分杂质
【答案】A
【详解】
A．回流装置中的冷凝管中的冷凝水为a口进b口出，蒸馏装置中的冷凝管中的冷凝水为b口进a口出，故A错误；
B．反应过程中产生有毒的HBr，需要进行尾气处理，由于HBr极易溶于水，所以用较大容积的干燥管防倒吸，故B正确；
C．该反应的反应原理是浓硫酸与NaBr发生反应生成HBr，HBr与1-丁醇在浓硫酸的作用下发生取代反应生成1 -溴丁烷和水，故浓硫酸的作用是作反应物、催化剂等，故B正确；
D．分液漏斗中要先进行水洗分液除去HBr和大部分1-丁醇，再用饱和溶液洗涤除去剩余的酸后分液，最后用水洗分液除去过量的等残留物，故D正确；
故选A。
11．（2022·山东淄博·二模）用乙酸和正丁醇制取乙酸正丁酯。充分反应后的混合物经水洗、用10%Na2CO3溶液洗涤、水洗等并分离后，将得到的乙酸正丁酯粗产品进行蒸馏(装置如图)。已知部分物质的性质如表：
则下列给出的蒸馏时温度控制区间合理的是。
A．126℃以上B．125~128℃C．126~118℃D．不能确定
【答案】A
【详解】
用乙酸和正丁醇制取乙酸正丁酯，充分反应后的混合物经水洗除去正丁醇和少量的乙酸、用10%Na2CO3溶液洗涤主要除去乙酸、水洗除去乙酸钠、碳酸钠等可溶性杂质等并分液分离后，将得到的乙酸正丁酯粗产品(主要含有的杂质为正丁醇)进行蒸馏，蒸馏产物为乙酸正丁酯，由表中数据可知，温度应达到其沸点126℃以上，故答案为：A。
12．（2022·山东·胜利一中模拟预测）某化学学习小组利用溶液氧化环己醇( )制备环己酮( )的装置如图所示。
操作步骤如下：
ⅰ.向三颈烧瓶内加入环己醇、冰醋酸，逐滴加入溶液，条件下反应30分钟后冷却。
ⅱ.向三颈烧瓶内加入适量饱和溶液，用调节溶液显中性后加入饱和氯化钠溶液，然后经分液、干燥、蒸馏得到环己酮。
下列叙述错误的是
A．冰醋酸既作为溶剂，同时可增强溶液的氧化性
B．若溶液滴加过快，三颈烧瓶中会产生少量黄绿色气体
C．饱和亚硫酸氢钠的主要作用是除去
D．饱和氯化钠可促进有机相和无机相分层
【答案】C
【详解】
A．冰醋酸为有机溶剂，同时可增强溶液的氧化性，次氯酸根离子在酸性条件下氧化性增强，选项A正确；
B．若溶液滴加过快，酸性条件下与氯化钠溶液反应产生氯气，故三颈烧瓶中会产生少量黄绿色气体，选项B正确；
C．饱和亚硫酸氢钠的主要作用是除去未反应的，选项C错误；
D．饱和氯化钠可促进有机相和无机相分层，盐析而分层，选项D正确；
答案选C。
13．（2022·云南·二模）硝基苯在有机合成工业中有广泛应用，实验室利用苯和浓硝酸合成硝基苯并分离提纯的过程如下：反应→静置→分液→纯碱洗→水洗→干燥→蒸馏。下列说法错误的是
A．反应时采用水浴加热
B．分液使用到的玻璃仪器有分液漏斗和烧杯
C．纯碱洗的主要目的是除去未反应的酸
D．蒸馏时硝基苯先从混合物中气化分离
【答案】D
【详解】
A．苯和浓硝酸在浓硫酸催化、加热到50℃到60℃之间生成硝基苯和水，则反应时采用水浴加热可以使受热均匀，易控制反应温度的优点，A正确；
B．分液是将互不相溶液体分离的方法，本题中分离水层和有机层用分液方法，分液用到分液漏斗和烧杯，B正确；
C．分液获得的有机层会沾有硫酸、硝酸，纯碱能和硫酸、硝酸反应，故纯碱洗的主要目的是除去未反应的酸，C正确；
D．蒸馏主要是将除去硝基苯中的苯，苯的沸点比硝基苯低，蒸馏时苯先从混合物中气化分离，D错误；
答案选D。
14．（2022·江苏·模拟预测）乌洛托品(C6H12N4)在医药、染料等工业中有广泛用途。乌洛托品是无色晶体，熔点263℃，高于此温度即升华或分解，结构简式如下图(左)。下图(右)是实验室用过量氨气与甲醛水溶液反应制乌洛托品的装置(夹持装置略去)。下列说法正确的是
A．乌洛托品的一氯代物有两种
B．乙装置内的长导管未伸入溶液中的目的是防倒吸
C．反应一段时间后把乙中的溶液转移到坩埚中蒸发结晶得到产品
D．甲装置中CaCl2的作用是防止空气中的水分进入合成装置中
【答案】B
【详解】
A．乌洛托品只有一种环境的H，故一氯代物有1种，A错误；
B．氨气极易溶于水，乙装置内的长导管未伸入溶液中的目的是防倒吸，B正确；
C．反应一段时间后把乙中的溶液转移到蒸发皿中蒸发结晶得到产品，C错误；
D．所用氨气过量，且氨气有毒，甲装置中CaCl2的作用是吸收多余的氨气，防治污染空气，D错误；
答案选B。
15．（2022·山东潍坊·模拟预测）某科研团队研究用不同金属氧化物催化肉桂醛制苯甲醛(反应如下，部分产物略去)。反应时间和其它条件相同时，测得实验数据如下表。
已知：
i．选择性
ii．与同主族。
下列说法不正确的是A．肉桂醛制苯甲醛的反应属于氧化反应
B．用作催化剂可以获得比用更大的主反应速率
C．使用作催化剂时，反应后副产物最多
D．金属氧化物中金属元素的电负性越小，苯甲醛选择性越好
【答案】B
【详解】
A．该反应中，臭氧作氧化剂，将肉桂醛氧化成苯甲醛，该变化属于氧化反应，故A正确；
B．由表中数据可知ZnO作催化剂时，苯甲醛的选择性比Al2O3作催化剂时小，生成苯甲醛的反应为主反应，所以ZnO作催化剂时主反应速率小，故B错误；
C．氧化铜作催化剂时苯甲醛的选择性最小，生成的副产物最多，故C正确；
D．结合表中数据可知，随着金属元素电负性增大，苯甲醛的选择性逐渐减小，因此可以得出结论：金属氧化物中金属元素的电负性越小，苯甲醛选择性越好，故D正确；
答案选B。
16．（2022·湖北武汉·模拟预测）某兴趣小组为制备1－溴丙烷(沸点71℃，密度1.36g/cm3)，将浓硫酸缓慢加入正丙醇及水的混合液中，冷却至室温后加入NaBr，缓慢加热，直到无油状物馏出为止。将馏出液进行分液处理，得粗产品。上述过程中涉及的装置或操作正确的是
A．B．C．D．
【答案】C
【详解】
A．要蒸馏得到1－溴丙烷馏分，温度计应该放在蒸馏烧瓶的支管口处，A错误；
B．应该使用直行冷凝管，B错误；
C．用冰水浴利于产物冷凝，废气接室外可防止中毒，C正确；
D．1－溴丙烷密度1.36g/cm3密度大于水，有机层位于下面，D错误；
故选C。
第II卷（非选择题）
17．（2022·江苏省镇江第一中学模拟预测）过氧乙酸(CH3COOOH)不仅在卫生医疗、食品消毒及漂白剂领域有广泛应用，也应用于环境工程、精细化工等领域。实验室利用醋酸(CH3COOH)与双氧水(H2O2)共热，在固体酸的催化下制备过氧乙酸(CH3COOOH)，其装置如图所示。请回答下列问题：
实验步骤：
I.先在反应瓶中加入冰醋酸、乙酸丁酯和固体酸催化剂，开通仪器1和8，温度维持为55℃；
II.待真空度达到反应要求时，打开仪器3的活塞，逐滴滴入浓度为35%的双氧水，再通入冷却水；
III.从仪器5定期放出乙酸丁酯和水的混合物，待反应结束后分离反应器2中的混合物，得到粗产品。
(1)仪器6的名称是_______，反应器2中制备过氧乙酸(CH3COOOH)的化学反应方程式为_________________________。
(2)反应中维持冰醋酸过量，目的是提高_____________；分离反应器2中的混合物得到粗产品，分离的方法是_____________。
(3)实验中加入乙酸丁酯的主要作用是_______(选填字母序号)。
A．作为反应溶剂，提高反应速率
B．与固体酸一同作为催化剂使用，提高反应速率
C．与水形成沸点更低的混合物，利于水的蒸发，提高产率
D．增大油水分离器5的液体量，便于实验观察
(4)从仪器5定期放出乙酸丁酯和水的混合物，待观察到_______(填现象)时，反应结束。
(5)粗产品中过氧乙酸(CH3COOOH)含量的测定：取一定体积的样品VmL，分成6等份，用过量KI溶液与过氧化物作用，以0.1ml•L-1的硫代硫酸钠溶液滴定碘(I2+2S2O=2I-+S4O)；重复3次，平均消耗量为V1mL。再以0.02ml•L-1的酸性高锰酸钾溶液滴定样品，重复3次，平均消耗量为V2mL。则样品中的过氧乙酸的浓度为_______ml•L-1。
【答案】
(1)(蛇形)冷凝管 CH3COOH+H2O2CH3COOOH+H2O
(2)双氧水的转化率(利用率) 过滤
(3)C
(4)仪器5“油水分离器”水面高度不变
(5)
【分析】实验室利用醋酸(CH3COOH)与双氧水(H2O2)共热，在固体酸的催化下制备过氧乙酸(CH3COOOH)，通过蒸馏得到馏分，进行分析。
（1）仪器6用于冷凝回流，名称是(蛇形)冷凝管，反应器2中乙酸和双氧水在固体催化剂加热的条件下反应生成过氧乙酸，反应方程式为CH3COOH+H2O2CH3COOOH+H2O，故答案为：(蛇形)冷凝管；CH3COOH+H2O2CH3COOOH+H2O；
（2）反应中CH3COOOH过量，可以使反应持续正向进行，提高双氧水的转化率，反应器2中为过氧乙酸、为反应完的反应物及固体催化剂的混合物，可采用过滤的方法得到粗产品，故答案为：双氧水的转化率(利用率)；过滤；
（3）由于乙酸丁酯可与水形成沸点更低的混合物，利于水的蒸发，从而可以提高过氧乙酸的产率，因此C选项正确，故答案为：C；
（4）乙酸和双氧水在固体催化剂加热的条件下反应生成过氧乙酸和水，当仪器5中的水面高度不再发生改变时，即没有H2O生成，反应已经结束，故答案为：仪器5“油水分离器”水面高度不变；
（5）已知I2+2S2O32-=2I-+S4O62-，由得失电子守恒、元素守恒可知：
双氧水与高锰酸钾反应，由得失电子守恒可知：
则样品中含有n(CH3COOOH)=(0.05V1×10-3-0.05V2×10-3)ml，由公式可得，样品中的过氧乙酸的浓度为，故答案为：。
18．（2022·河南开封·模拟预测）乙酸硅[ (CH3COO)4Si，熔点：110°C，沸点：148°C]是白色至米色晶体。某校同学设计实验先制备SiCl4(熔点：-70℃，沸点：57.6℃，极易水解)，再由SiCl4与乙酸酐[(CH3CO)2O(熔点：-73℃，沸点：140℃反应制备乙酸硅。回答下列问题：
(1)制备SiCl4装置(部分夹持仪器已省路)如下：
①A中制取Cl2反应的离子方程式为___________________。
②B中盛放的试剂是_______。
③F中收集到的气体是CO，制备SiCl4的化学方程式为___________________。
④上述设计的装置有一处明显不妥，改进的方法是_____________。
(2)制备(CH3COO)4Si的反应装置如图所示。将一定量的SiCl4放入仪器a中，在电磁搅拌下，由滴液漏斗滴入过量的乙酸酐，关闭活塞。SiCl4和(CH3CO)2O的反应为放热反应，反应后反应混合物带色，并开始析出(CH3COO)4Si晶体。
①仪器a的名称为_______；图中支管的作用是_______。
②写出生成(CH3COO)4Si的化学方程式：_______ (生成物有两种)。
③完成反应后，将反应混合液放置数日，再用干冰-丙酮浴冷却后，将导管伸入液面以下，_____________(结合装置图填写操作)，获得(CH3COO)4Si晶体粗品，若得到较纯 (CH3COO)4Si，则下一步操作为_______。
【答案】
(1) 饱和食盐水 SiCl4极易水解，故装置E、F之间需连接盛有浓硫酸的集气瓶装置
(2)三颈烧瓶 平衡压强，使液体能够顺利滴落 打开活塞，抽真空，以除去烧瓶中多余的液体 重结晶
【分析】装置A中，高锰酸钾和浓盐酸反应，制取氯气；装置A中所制备的氯气中含有水蒸气和氯化氢，故需先除去氯化氢，后除去水蒸气，则装置B用于除去氯化氢，即B中盛放饱和食盐水，C中盛放浓硫酸；装置D中氯气、二氧化硅和C反应，生成SiCl4和CO；装置E，用于收集SiCl4；装置F，用于收集CO，进行尾气处理。
（1）①装置A中，高锰酸钾和浓盐酸反应，制取氯气，离子方程式为：，故答案为：；
②装置A中所制备的氯气中含有水蒸气和氯化氢，故需先除去氯化氢，后除去水蒸气，则装置B用于除去氯化氢，即B中盛放饱和食盐水，故答案为：饱和食盐水；
③由题意可知，装置D中氯气、二氧化硅和C反应，生成SiCl4和CO，化学方程式为，故答案为：；
④由于SiCl4极易水解，故装置E、F之间需连接盛有浓硫酸的集气瓶装置，防止装置F中的水蒸气进入装置E中，降低SiCl4产率，故答案为：SiCl4极易水解，故装置E、F之间需连接盛有浓硫酸的集气瓶装置；
（2）①仪器a的名称为三颈烧瓶；恒压漏斗中的支管作用为平衡压强，使液体能够顺利滴落，故答案为：三颈烧瓶；平衡压强，使液体能够顺利滴落；
②SiCl4和(CH3CO)2O 反应，生成(CH3COO)4Si和CH3COCl，化学方程式为：，故答案为：；
③由题意中SiCl4和(CH3CO)2O的反应为放热反应，反应后反应混合物带色，并开始析出(CH3COO)4Si，则完成反应后，将反应混合液放置数日，再用干冰-丙酮浴冷却后，此时(CH3COO)4Si析出，将导管伸入液面以下，打开活塞，抽真空，以除去烧瓶中多余的液体；若得到较纯的(CH3COO)4Si，下一步的操作为重结晶，故答案为：打开活塞，抽真空，以除去烧瓶中多余的液体；重结晶。
19．（2022·湖北·模拟预测）对氯苯氧乙酸是一个常用的植物生长调节剂，俗称“防落素”，可以减少农作物或瓜果蔬菜的落花落果，有明显的增产作用。其实验原理为：
实验步骤：
①在反应器中，加入氯乙酸和5mL水，开始搅拌，慢慢滴加饱和碳酸钠溶液，至溶液的为7~8，然后加入2.5g苯酚，再慢慢滴加35%氢氧化钠溶液至；
②将反应器置于油浴中缓慢加热，维持此温度；
③移去油浴，用浓盐酸调，析出固体，抽滤，水洗2~3次，再用乙醇溶液洗涤，得到粗产品；
④加入少量三氯化铁和浓盐酸，升温至，滴加双氧水，反应，升温使固体溶解，慢慢冷却，析出固体，抽滤，洗涤，重结晶。
完成下列问题：
(1)装置中A的名称是_______，球形冷凝管的出水口是_______(填“a”或“b”)
(2)步骤②中采用油浴加热，不采用直接加热的原因是_______.
(3)步骤④升温至，温度不宜过低也不宜过高的主要原因是_______.
(4)用乙醇溶液洗涤粗产品的目的是_______.
(5)步骤③和④均涉及抽滤，下列关于抽滤的说法中正确的是_______.
A．抽滤的主要目的是得到较多的沉淀
B．滤纸的直径应略小于漏斗内径，又能盖住全部小孔
C．图中没有明显出错
D．抽滤结束，从吸滤瓶的支管口倒出滤液
(6)步骤④中加入浓盐酸的目的是_______，有时需要将“粗产品用沸水溶解，冷却结晶，抽滤”的操作进行多次，其目的是_______.
【答案】
(1)三颈烧瓶(或三口烧瓶) a
(2)使反应物受热均匀，便于控制温度
(3)温度过低，反应太慢，温度过高，过氧化氢受热易分解
(4)便于得到干燥的产品
(5)B
(6)酸化，抑制的水解 提高产品纯度
【分析】氯乙酸和碳酸钠反应得到氯乙酸钠，加入苯酚后调节pH值为12得到 ，酸化后得到，加少量三氯化铁、浓盐酸，升温至，滴加双氧水得到产物。
(1)装置中A的名称是三颈烧瓶或三口烧瓶，球形冷凝管的进出水方向是下进上出，因此出水口为a；
(2)步骤②中采用油浴加热，用油浴加热的优点是使反应物受热均匀，便于控制温度；
(3)加热能加快反应速率，但是温度过高，过氧化氢受热易分解；
(4)乙醇易挥发，用乙醇溶液洗涤粗产品，可以得到干燥的产品；
(5)A．抽滤操作属于过滤，但抽滤速度比较快，滤饼更干燥，A错误；
B．为了防止滤纸边缘不能与布氏漏斗完全贴合，所以抽滤的滤纸直径要略小于漏斗内径，但是必须盖住所有小孔，B正确；
C．图中有两处错误：一处为中间安全瓶导管方向应该短进长出，另外一处为布氏漏斗下端斜口应该朝向右边，C错误；
D．抽滤结束后，滤液应从吸滤瓶上口倒出，D错误；
故选B；
(6)
步骤④中加入浓盐酸，使溶液酸化，可以抑制的水解；多次进行一系列操作，其目的是提高产品纯度。
20．（2022·重庆市育才中学模拟预测）山梨酸酯是一类广谱、高效、低毒的防腐保鲜剂，在食品加工、果蔬保鲜等方面有重要的实用价值，其中山梨酸正丁酯抑菌能力最强，实验室用如图所示装置(夹持、加热装置省略)，依据下面的原理制备山梨酸正丁酯。
反应方程式如下：
可能用到的有关数据如下表所示：
实验步骤：
在三口烧瓶中加入11.2g山梨酸、14.8g正丁醇、少量催化剂和几粒沸石，水浴加热三口烧瓶，使反应体系保持微沸，回流4小时后停止加热和搅拌，反应液冷却至室温，滤去催化剂和沸石，将滤液倒入200水中，加入50乙醚，倒入分液漏斗中，分液。有机层先用的碳酸氢钠溶液洗涤至中性，再用水洗涤分液，收集有机层。在有机层中加入少量无水，静置片刻，过滤。将滤液进行蒸馏，蒸去乙醚，得到纯净的山梨酸正丁酯12.0g。回答下列问题：
(1)仪器a的名称是___________；仪器b的作用是___________。
(2)洗涤、分液过程中，加入的碳酸氢钠溶液的目的是___________，之后再用水洗的主要目的是___________。
(3)在上述洗涤、分液操作过程中，应先充分振荡，然后静置，待分层后___________(填选项字母)。
A．直接将有机层从分液漏斗的上口倒出
B．直接将有机层从分液漏斗的下口放出
C．先将水层从分液漏斗的下口放出，再将有机层从下口放出
D．先将水层从分液漏斗的下口放出，再将有机层从上口倒出
(4)实验中加入少量无水，的目的是___________。
(5)本实验中，山梨酸正丁酯的产率是___________。(精确至0.1%)。
(6)为提高反应正向进行的程度，实验室常使用如图所示装置(夹持、加热装置已略去)提高产物的产率。下列说法正确的是___________(填选项字母)。
A．管口A是冷凝水的出水口
B．环己烷可将反应产生的水及时带出
C．工作一段时间后，当环己烷即将流回烧瓶中时，必须将分水器中的水和环己烷放出
D．工作一段时间后，环己烷可在烧瓶与分水器中循环流动
【答案】
(1)恒压滴液漏斗 冷凝回流
(2)除去剩余的山梨酸 除去乙醚和多余的正丁醇
(3)D
(4)干燥有机物
(5)71.4%
(6)BD
【解析】
(1)仪器a的名称是恒压滴液漏斗；仪器b的作用是冷凝回流末反应乙醇和带水剂环己烷；故答案为：恒压滴液漏斗；冷凝回流；
(2)山梨酸中含有羧基，能与碳酸氢钠反应生成山梨酸钠、二氧化碳和水，洗涤、分液过程中，加入5%NaHCO3溶液的目的是除去剩余的山梨酸；之后再用水洗的主要目的是除去可溶于水的乙醚和多余的正丁醇，故答案为：除去剩余的山梨酸；除去乙醚和多余的正丁醇；
(3)有机层的密度小于水，浮在水上，水层从下口放出，有机层从分液漏斗的上口倒出，故选：D；
(4)无水MgSO4能吸水生成硫酸镁晶体，在有机层中加入少量无水MgSO4的目的是干燥有机物，故答案为：干燥有机物；
(5)11.2g山梨酸的物质的量为，14.8g正丁醇的物质的量为，由反应方程式：可知两者是按1:1反应，则山梨酸完全反应生成0.1ml山梨酸正丁酯，理论上质量为m=nM=0.1ml×168g/ml=16.8g，实验得到纯净的山梨酸正丁酯12.0g，则产率为；
(6)A.冷凝水应“下口进上口出”，则管口A是冷凝水的进水口，故A错误；
B.由表知环己烷的沸点为80.7，可将反应产生的水及时带出，促进反应正向进行，故B正确；
C.使用分水器是为了及时分离出产物水，使化学平衡正向移动，提高产率，故C错误；
D.工作一段时间后，分水器内液面满了流会烧瓶，由于环己烷沸点较小又被蒸馏至分水器内，则环己烷可在烧瓶与分水器中循环流动，故D正确；
故答案为：BD。
21．（2022·安徽安徽·模拟预测）某同学设计了如图所示的装置制备一定量溴苯并验证该反应为取代反应。部分物质数据如下：苯密度0.88g·mL-l，沸点80.1℃；溴苯密度1.5g·mL-l，沸点154℃。
Ⅰ.粗溴苯的制备与反应
按如图所示的装置连接好各仪器并检查装置的气密性；加入相应试剂(见图)并打开止水夹K1。
(1)实验开始后，A中液面呈微沸状态，则虚线框仪器的名称是_______，使用该仪器的目的是_______。
(2)能证明A中反应是取代反应的实验现象是_______。
Ⅱ.溴苯的精制与利用率的计算
(3)将装置A内反应后的液体依次进行如下操作：用稀盐酸洗涤→用5%的NaOH溶液洗涤→用蒸馏水洗涤→操作X→蒸馏。
①操作X的内容是_______；用盐酸洗涤的目的是_______，洗涤实验的主要操作为_______。
②蒸馏装置如图所示(温度计只画出一部分)，温度计水银球应位于_______处(从a、b、c中选)；蒸馏时蒸馏烧瓶中应加入沸石，若加热后发现未加，应采取的正确方法是_______。
(4)若实验时使用50mL苯，最终得到44mL精制溴苯，则苯的利用率为_______(保留三位有效数字)。
【答案】
(1)长导管 冷凝回流
(2)a中产生喷泉现象
(3)干燥 除去溴化铁 将混合液放入分液漏斗，加适量洗涤液，充分振荡，静置后分液 a 停止加热，待液体冷却至室温后再加
(4)74.5%
【分析】装置A中苯和液溴在溴化铁作催化剂的作用下反应生成溴苯和溴化氢，生成的溴化氢中混有苯和液溴，装置B中四氯化碳用于除去溴蒸气和苯，溴化氢极易溶于水，C中产生喷泉现象即证明苯和液溴发生取代反应。
(1)装置A中苯和液溴在溴化铁作催化剂的作用下反应生成溴苯和溴化氢，反应为放热反应，溴和苯易挥发，因此虚线框内的仪器为长导管，用于冷凝回流
(2)溴和苯在溴化铁作催化剂的条件下生成溴苯和溴化氢，生成的溴化氢极易溶于水，所以a中产生喷泉现象，即可证明A中反应是取代反应，若发生加成反应，则不会生成溴化氢，不会产生喷泉现象。
(3)①装置A内反应后的液体，用稀盐酸洗涤除去溶于水的溴化铁，用5%的NaOH溶液洗涤除去过量的盐酸、溴单质、溴化氢，用蒸馏水洗涤除去过量的氢氧化钠和生成的盐，然后进行干燥，最后进行蒸馏得到纯溴苯，洗涤实验的主要操作为：将混合液放入分液漏斗，加适量洗涤液，充分振荡，静置后分液。
②蒸馏测的是蒸气温度，温度计水银球应在烧瓶的支管口处，即a处；蒸馏时蒸馏烧瓶中应加入沸石，若加热后发现未加，应停止加热，待液体冷却至室温后再加。
(4)理论上1ml苯参与反应，生成1ml溴苯，50mL苯的质量为0.88g·mL-l50mL=44g，实际上所得溴苯的质量为：1.5g·mL-l44mL=66g，物质的量为ml，则实际消耗苯的质量为ml78g/ml=g，则苯的利用率为100%=74.5%。
22．（2022·湖北·黄冈中学模拟预测）最常见的塑化剂邻苯二甲酸二丁酯可由邻苯二甲酸酐与正丁醇在浓硫酸共热下反应制得，实验装置(部分装置省略)如图甲。已知：正丁醇的沸点为118℃；纯邻苯二甲酸二丁酯是无色透明、具有芳香气味的油状液体，沸点为340℃，酸性条件下，温度超过180C时易发生分解。由邻苯二甲酸酐和正丁醇制备邻苯二甲酸二丁酯的实验操作流程如图乙。
①向三颈烧瓶内依次加入6.0g邻苯二甲酸酐、11.4g正丁醇、少量浓硫酸。
②搅拌，升温至105℃，持续搅拌反应2小时，升温至160℃，搅拌、保温至反应结束。
③冷却至室温，将反应混合物倒出，通过操作X，得到粗产品。
④粗产品用无水硫酸镁处理至澄清→取清液(粗酯)→减压蒸馏。
⑤得到产品6.7g。
请回答下列问题：
(1)仪器a的名称为_______。
(2)步骤②中需要不断从分水器下部分离出产物水的目的是_______。
(3)步骤②中判断反应已结束的现象是_______。
(4)反应Ⅰ进行得迅速而完全，反应Ⅱ是可逆反应，进行得较缓慢，为提高反应速率，可采取的措施是_______(任写一点即可)。
(5)操作X中，应先用5%溶液洗涤，其作用是_______；不能使用氢氧化钠洗涤的原因是_______。
(6)粗产品提纯流程中采用减压蒸馏的目的是_______。
(7)本实验中，邻苯二甲酸二丁酯的产率为_______(保留小数点后两位)%。
【答案】
(1)球形冷凝管
(2)使平衡向生成苯二甲酸二丁酯的方向移动，提高产率
(3)分水器中的水位高度基本保持不变
(4)增加正丁醇的量
(5)除去混合物中的硫酸以及未反应的有机酸和醇 氢氧化钠碱性太强会导致产物发生水解
(6)邻苯二甲酸二丁酯的沸点较高，高温会导致其分解，减压可使其沸点降低
(7)59.45%
【分析】根据仪器结构和性能确定仪器a的名称，浓硫酸是反应催化剂，水是生成物，不断的分离生成物，使平衡向着正向移动，可以提高反应物的转化率，反应结束时，分水器中的水位高度不变，冷凝管中不再有液体滴下，以此解题。
（1）由图可知仪器a的名称为球形冷凝管；
（2）水是产物之一，根据平衡移动的原理，不断从分水器下部分离出产物水的目的是：使平衡向生成苯二甲酸二丁酯的方向移动，提高产率；
（3）水层和有机物互补相溶，当水的量不在增加的时候，则反应停止，故判断反应已结束的方法是：分水器中的水位高度基本保持不变；
（4）反应Ⅰ进行得迅速而完全，反应Ⅱ是可逆反应，进行得较缓慢，故提高反应速率，主要是提高反应Ⅱ的速率，可采取的因素为：增加正丁醇的量；
（5）反应混合物中含有杂质硫酸，有机酸和醇，可以用碳酸钠除去，故用5% 溶液洗涤，其作用是：除去混合物中的硫酸以及未反应的有机酸和醇；反应最终得到产品属于酯类物质，酯在在氢氧化钠存在的时候容易水解，故不能使用氢氧化钠洗涤的原因是：氢氧化钠碱性太强会导致产物发生水解；
（6）减压蒸馏时所需的温度较低，故粗产品提纯流程中采用减压蒸馏的目的是：邻苯二甲酸二丁酯的沸点较高，高温会导致其分解，减压可使其沸点降低；
（7）由题干中的信息可知+2C4H9OH +2H2O，6.0 g邻苯二甲酸酐、11.4 g正丁醇，根据方程式可知通过计算可知，正丁醇过量，根据邻苯二甲酸酐的量可以计算出产品的理论产量为：11.27g，则其产率=。
温度计水银球的位置
若要控制反应温度，温度计的水银球应插入反应液中，若要选择收集某温度下的馏分，则温度计的水银球应放在蒸馏烧瓶支管口附近
冷凝回流
有机化合物易挥发，因此在反应中通常要采用冷凝回流装置，以减少有机化合物的挥发，提高原料的利用率和产物的产率。如图1、图3中的冷凝管，图2中的长玻璃管B的作用都是冷凝回流。
冷凝管的选择
球形冷凝管只能用于冷凝回流，直形冷凝管既能用于冷凝回流，又能用于冷凝收集馏分
冷凝管的进出水方向
下口进上口出
加热方法的选择
酒精灯的火焰温度一般在400～500 ℃，所以需要温度不太高的实验都可用酒精灯加热，例如乙酸乙酯的制取、石油的蒸馏等实验等。若温度要求更高，可选用酒精喷灯或电炉加热。
除上述加热方式外还可以根据加热的温度要求选择水浴、油浴、沙浴加热，水浴加热的温度不超过100 ℃
防暴沸
加沸石或碎瓷片，防止溶液暴沸，若开始忘加沸石，需冷却后补加
相对分子质量
密度/(g·cm－3)
沸点/℃
溶解性
环己醇
100
0.961 8
161
微溶于水
环己烯
82
0.810 2
83
难溶于水
A．
B．
C．
D．
名称
相对分
子质量
熔点/℃
沸点/℃
密度/(g·mL−1)
溶解性
甲苯
92
−95
110.6
0.867
不溶于水，易溶于乙醇
苯甲酸
122
122.4(100℃左右开始升华)
248
——
微溶于冷水，易溶于乙醇、热水
水杨酸
醋酸酐
乙酰水杨酸
熔点/℃
157~159
-72~-74
135~138
相对密度/（g·cm﹣3）
1.44
1.10
1.35
相对分子质量
138
102
180
A
B
C
D
制备正溴丁烷
与A连接吸收
除去因硫酸浓度大产生的黄色物质
从除去无机物后的粗产品中提取正溴丁烷
选项
实验操作或做法
实验目的
A
制备乙酸乙酯实验中可用饱和溶液洗涤分液
除去乙酸乙酯中的乙醇和乙酸
B
向苯中滴加浓溴水，并加入作催化剂
制取溴苯
C
向中加入大量的水，同时加热，促进水解趋于完全，所得沉淀过滤、焙烧
制备
D
在相同条件下，将颗粒大小相同的钠分别与乙醇、水反应
比较乙醇分子中羟基氢原子和水分子中氢原子的活泼性
化合物
密度/(g/cm3)
沸点/℃
溶解度/g
正丁醇
0.80
118
9.2
乙酸
1.05
118
互溶
乙酸正丁酯
0.88
126
0.7
催化剂
金属元素的电负性
肉桂醛转化率/%
苯甲醛选择性/%
0.9
80.79
71.93
1.0
78.27
60.51
1.5
74.21
54.83
1.6
76.46
48.57
1.9
75.34
41.71
物质
相对分子质量
密度/()
沸点/℃
水溶性
山梨酸
112
1.204
228
易溶
正丁醇
74
0.8089
117
溶
山梨酸正丁酯
168
0.926
195
难溶
乙醚
74
0.714
34.6
难溶
环己烷
84
0.779
80.7
难溶