高三化学复习难点13

        高三化学复习难点13——

     有机背景下的化学实验综合题

       有机背景下的化学实验综合题试题陌生度高，这是为了体现高考公平性。有机素材远多于无机素材，取材命题内容丰富，联系生产生活有实用价值，考查实验知识涉及面广，容易结合实验原理、实验流程、定性定量等问题，综合性强，试题新颖，但试题设问的落脚点多是实验基础知识和基本技能，实为以考查化学实验与探究能力。因此，没必要在有机背景上恐惧担心，只要认真结合有机物制备、收集、分离、提纯、检验等实验特点，明确此类实验题的解题思维程序，完全可以从容应对并破解这一难点。  

        1．(2015全国I卷26)草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中，其K₁=

5.4×10^－2，K₂=5.4×10^－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(H₂C₂O₄·2H₂O)无色，熔点为101℃，易溶于水，受热脱水、升华，170℃以上分解。回答下列问题：

       (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。

           

       ①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_______      。

       ②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：①草酸的酸性比碳酸的强______                           。

       ②草酸为二元酸______                                                                       

                             。

          2．(2014全国I卷26)乙酸异戊酯是组成蜜蜂信息素的成分之一，具有香蕉的香味。实验室制备乙酸异戊酯的反应、装置示意图和有关数据如下：

         

        实验步骤：在A中加入4.4 g异戊醇、6.0 g乙酸、数滴浓硫酸和2～3片碎瓷片。开始缓慢加热A，回流50 min。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MgSO4固体，静置片刻，过滤除去MgSO4固体，进行蒸馏纯化，收集140～143 ℃馏分，得乙酸异戊酯3.9g。回答下列问题：

       (1)仪器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的上口倒出

       b．直接将乙酸异戊酯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倒出

       (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MgSO₄的目的是_______  _                。

       (6)在蒸馏操作中，仪器选择及安装都正确的是________(填标号)。

       (7)本实验的产率是________(填标号)。

       a．30%   b．40%   c．60%  d．90%

       (8)在进行蒸馏操作时，若从130 ℃便开始收集馏分，会使实验的产率偏__________(填“高”或“低”)，其原因是_____                                   _。

       3．(2013全国I卷26)醇脱水是合成烯烃的常用方法，实验室合成环乙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20g环乙醇和2小片碎瓷片，冷却搅动下慢慢加入1mL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乙烯10g。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“下口倒出”)。

       (5)分离提纯过程中加入无水氯化钙的目的是_____________。

       (6)在环乙烯粗产物蒸馏过程中，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)本实验所得到的环乙烯产率是______________(填正确答案标号)。

       A．41%     B．50%      C．61%     D．70%

       4．(2013全国Ⅱ卷26)正丁醛是一种化工原料。某实验小组利用如下装置合成正丁醛。发生的反应如下：

       CH₃CH₂CH₂CH₂OH CH₃CH₂CH₂CHO

          

        反应物和产物的相关数据列表如下：

	沸点/ ℃	密度/(g/cm3)	水中溶解性
正丁醇	117.2	0.8109	微溶
正丁醛	75.7	0.8017	微溶

       实验步骤如下：

       将6.0gNa₂Cr₂O₇放入100mL烧杯中，加30mL水溶解，再缓慢加入5mL浓硫酸，将所得溶液小心转移至B中。在A中加入4.0g正丁醇和几粒沸石，加热。当有蒸汽出现时，开始滴加B中溶液。滴加过程中保持反应温度为90—95℃，在E中收集90℃以下的馏分。将馏出物倒入分液漏斗中，分去水层，有机层干燥后蒸馏，收集75—77℃馏分，产量2.0g。

       回答下列问题：

       (1)实验中，能否将 Na₂Cr₂O₇溶液加到浓硫酸中，说明理由          。

       (2)加入沸石的作用是      。若加热后发现未加沸石，应采取的正确方法是        。

       (3)上述装置图中，B仪器的名称是        ，D仪器的名称是          。

       (4)分液漏斗使用前必须进行的操作是       （填正确答案标号）。

       a.润湿      b.干燥      c.检漏       d.标定

       (5)将正丁醛粗产品置于分液漏斗中分液时，水在       层（填“上”或“下”）

       (6)反应温度应保持在90—95℃，其原因是                                    。

       (7)本实验中，正丁醛的产率为         %。

       5．(2015上海高考37-40)甲醛是深受关注的有机化合物。甲醛含量的测定有多种方法，例如：在调至中性的亚硫酸钠溶液中加入甲醛水溶液，经充分反应后，产生的氢氧化钠的物质的量与甲醛的物质的量相等，然后用已知浓度的硫酸滴定氢氧化钠。完成下列填空：

       (1)将4.00 mL甲醛水溶液加入到经调至中性的亚硫酸钠溶液中，充分反应后，用浓度为1.100 mol/L的硫酸滴定，至终点时耗用硫酸20.00 mL。甲醛水溶液的浓度为     mol/L。

       (2)上述滴定中，若滴定管规格为50mL，甲醛水溶液取样不能超过        mL。

       (3)工业甲醛含量测定的另一种方法：在甲醛水溶液中加入过氧化氢，将甲醛氧化为甲酸，然后用已知浓度的氢氧化钠溶液滴定。

       HCHO+H₂O₂ →HCOOH+H₂O   NaOH+HCOOH→HCOONa+H₂O

       已知H₂O₂能氧化甲酸生成二氧化碳和水。

如果H₂O₂用量不足，会导致甲醛含量的测定结果       (选填“偏高”、“偏低”或“不受影响”)，因为                             ；如果H₂O₂过量，会导致甲醛含量的测定结果      (选填“偏高”、“偏低”或“不受影响”)，因为       。

       (4)甲醛和新制氢氧化铜的反应显示了甲醛的还原性，发生反应的化学方程式通常表示如下：HCHO + 2Cu(OH)₂ HCOOH + Cu₂O↓+ 2H₂O

       若向足量新制氢氧化铜中加入少量甲醛，充分反应，甲醛的氧化产物不是甲酸或甲酸盐，设计一个简单实验验证这一判断。

       ①主要仪器：试管   酒精灯

       ②可供选用的试剂：硫酸铜溶液、甲醛、甲酸、氢氧化钠溶液

                                                                                                            

                                                                                   

       6．(2012海南高考17)实验室制备1，2-二溴乙烷的反应原理如下：    

                           

     可能存在的主要副反应有：乙醇在浓硫酸的存在下在l40℃脱水生成乙醚。

用少量的溴和足量的乙醇制备1，2—二溴乙烷的装置如下图所示：

 有关数据列表如下：回答下列问题：

乙醇 1，2-二溴乙烷 乙醚 状态 无色液体 无色液体 无色液体 密度／g·cm-3 0.79 2.2 0.71 沸点／℃ 78.5 132 34.6 熔点／℃ -l30  9 -1l6

(1)在此制各实验中，要尽可能迅速地把反应温度提高到170℃左右，其最主要目的是     (填正确选项前的字母)。

a．引发反应 

b．加快反应速度

c．防止乙醇挥发

                                                            d．减少副产物乙醚生成

       (2)在装置C中应加入       ，其目的是吸收反应中可能生成的酸性气体(填正确选项前的字母)。    a．水    b．浓硫酸    c．氢氧化钠溶液    d．饱和碳酸氢钠溶液 

       (3)判断该制各反应已经结束的最简单方法是                        。

       (4)将1，2-二溴乙烷粗产品置于分液漏斗中加水，振荡后静置，产物应在       层(填“上”、“下”)。

       (5)若产物中有少量未反应的Br₂，最好用       洗涤除去(填正确选项前的字母)。    a．水    b．氢氧化钠溶液    c．碘化钠溶液    d．乙醇

       (6)若产物中有少量副产物乙醚．可用                    的方法除去。

       (7)反应过程中应用冷水冷却装置D，其主要目的是                ；但又不能过度冷却(如用冰水)，其原因是               。

       7．(2014浙江高考28)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：

       C₆H₁₂O₆(葡萄糖)+Br₂+H₂OC₆H₁₂O₇(葡萄糖酸)+2HBr

       2C₆H₁₂O₇(葡萄糖酸)+CaCO₃ Ca(C₆H₁₁O₇)₂(葡萄糖酸钙)+H₂O

+CO₂↑

相关物质的溶解性见下表：

物质名称	葡萄糖酸钙	葡萄糖酸	溴化钙	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
乙醇中的溶解性	微溶	微溶	可溶	可溶

       实验流程如下：

        C₆H₁₂O₆溶液：①滴加3%溴水/55℃   ②过量CaCO3/70℃   ③趁热过滤④乙醇   悬浊液   ⑤抽滤    ⑥洗涤    ⑦干燥   Ca(C₆H₁₁O₇)₂

        请回答下列问题：

        (1)第①步中溴水氧化葡萄糖时，下列装置最合适的是________。

          

       制备葡萄糖酸钙的过程中，葡萄糖的氧化也可用其它试剂，下列物质中最适合的是________。

        A．新制Cu(OH)₂悬浊液     B．酸性KMnO₄溶液

        C．O₂/葡萄糖氧化酶     D．[Ag(NH₃)₂]OH溶液

       (2)第②步充分反应后CaCO₃固体需有剩余，其目的是_____________；

本实验中不宜用CaCl₂替代CaCO₃，理由是______________________。

       (3)第③步需趁热过滤，其原因是____________________________。

       (4)第④步加入乙醇的作用是__________________________________。

       (5)第⑥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．(1)有气泡产生，澄清石灰水变浑浊      CO₂  

冷凝水蒸气和升华产生的草酸，防止草酸加入C装置生产草酸钙沉淀，干扰CO₂检验

       (2)①F、D、G、H、D     CuO(氧化铜)

       ②H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

       (3)①向1mol·L^-1NaHCO₃溶液中加入1mol·L^-1的草酸溶液，若产生大量气泡则说明草酸的酸性比碳酸强

       ②用NaOH标准溶液滴定草酸溶液，消耗NaOH的物质的量是草酸两倍，则说明草酸是二元酸

       或将浓度均为0.1mol·L^-1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

        2．(1)球形冷凝管      (2)洗掉大部分硫酸和醋酸    洗掉碳酸氢钠

        (3)d       (4)提高醇的转化率和提高酯的产率       (5)干燥     (6)b

        (7)c     8)高     收集到的酯中含有少量未反应的异戊醇

        3．(1)直形冷凝管      (2)防止暴沸    B      (3)

        (4)检漏    上口倒出    (5)干燥(或除水除醇)     (6)CD     (7)C

        4．(1)不能，浓硫酸溶于水放出大量热，易造成溶液飞溅伤人   

       (2)防止暴沸  冷却后再补加沸石  (3)分液漏斗  直形冷凝管 (4)C  (5)下

       (6)以保证正丁醛能被及时蒸出，促进反应正向进行；同时也避免了其在较高温度下被氧化   (7)51

        5．(1)11      (2)10

        (3)偏低   甲醛未完全氧化为甲酸，使消耗的NaOH标准溶液少    偏低 

将甲醛氧化的甲酸进一步氧化为二氧化碳和水，使消耗的NaOH标准溶液少

        (4)向试管中加入2mL10％的NaOH溶液，然后向其中滴加2％的CuSO₄溶液4-6滴，产生Cu(OH)₂蓝色絮状沉淀，取少量反应后的溶液，加入到新制

Cu(OH)₂悬浊液中，加热煮沸，观察有无砖红色沉淀产生，若有，证明含有甲酸或甲酸盐，否则，不含有甲酸或甲酸盐

        6．(1)d   (2)c    (3)溴的颜色完全褪去     (4)下     (5)b     (6)蒸馏

        (7)避免溴大量挥发   1，2－二溴乙烷的熔点低(9℃)，过度冷却会凝固而堵塞导管

        7．(1)B    C

       (2)提高葡糖糖的转化率，便于后面的分离

       (3)葡萄糖酸钙冷却后悔结晶，如不趁热过滤会损失产品

       (4)可降低葡糖糖酸钙在溶液中的溶解度，有利于葡萄糖酸钙的析出

       (5)D