資源簡介

有機制備綜合實驗
1．（2020·江西九江一模）丙酰氯（CH3CH2COCl）是香料、醫藥、農藥的重要中間體，制備丙酰氯的反應原理為3CH3CH2COOH+PCl33CH3CH2COCl+H3PO3。實驗小組設計如下實驗制備丙酰氯，然后測定產率。
已知：相關數據如下表所示：
物質
密度/g·mL－1
沸點/℃
性質
CH3CH2COOH
0.99
141
易溶于水、乙醇、乙醚
PCl3
1.57
76.1
與水劇烈反應，溶于乙醇、乙醚
CH3CH2COCl
1.06
80
與水和乙醇劇烈反應，溶于乙醚
H3PO3
1.65
200（分解）
白色晶體，易溶于水和乙醇，易被氧化
圖1
圖2
回答下列問題：
（1）儀器A的作用為_________________________________________。
（2）用圖1所示裝置制備CH3CH2COCl。
①向三頸瓶中加入18.5mLCH3CH2COOH，通入一段時間N2，加入8.7mLPCl3。通入一段時間N2的作用為_____________________________________。
②水浴加熱，其優點為_________________________________。
③充分反應后，停止加熱，冷卻至室溫。
（3）將三頸瓶中的液體小心轉移入圖2所示裝置中，進行初步分離。
①儀器B的名稱為___________。冷凝管的出水口為______（填“a”或“b”）。
②若最終所得CH3CH2COCl的體積為18.0mL，則CH3CH2COCl的產率為________（保留三位有效數字）。
③C的作用為________________________；若無C，將導致所測CH3CH2COCl的產率________（填“偏高”或“偏低”）。
2．（2020·西南師大一模）實驗室可利用如圖實驗裝置合成對氨基苯磺酸。實驗步驟如下：
①在一個250mL三頸燒瓶中加入10mL苯胺及幾粒沸石，將三頸燒瓶放入冷水中冷卻，小心地加入18mL濃硫酸。
②將三頸燒瓶置于油浴中緩慢加熱至170～180℃，維持此溫度2～2.5h。
③將反應液冷卻至約50℃后，倒入盛有100mL冷水的燒杯中，用玻璃棒不斷攪拌，促使晶體析出，抽濾，用少量冷水洗滌，得到的晶體是對氨基苯磺酸粗產品。
④將粗產品用沸水溶解，冷卻結晶（若溶液顏色過深，可用活性炭脫色），抽濾，收集產品，晾干。
（說明：100mL水在20℃時可溶解對氨基苯磺酸10.8g，在100℃時可溶解66.7g）
試回答下列問題并填空。
（1）裝置中冷凝管的作用是__________________。
（2）步驟②中采用油浴加熱，下列說法正確的是______（填字母）。
A．用油浴加熱的好處是反應物受熱均勻，便于控制溫度
B．此處也可以改用水浴加熱
C．實驗裝置中的溫度計可以改變位置，也可使其水銀球浸入在油中
（3）步驟③用少量冷水洗滌晶體的好處是_______________。
（4）步驟④中有時需要將“粗產品用沸水溶解，冷卻結晶，抽濾”的操作進行多次，其目的是__________________。每次抽濾后均應將母液收集起來，進行適當處理，其目的是________________。
3．（2020·遼陽一模）醇脫水是合成烯烴的常用方法，實驗室合成環己烯的反應和實驗裝置如下：
可能用到的有關數據如下：
相對分子質量
密度/g·cm－3
沸點/℃
溶解性
環己醇
100
0.9618
161
微溶于水
環己烯
82
0.8102
83
難溶于水
合成反應：
在a中加入20g環己醇和2小片碎瓷片，冷卻攪動下慢慢加入1mL濃硫酸。b中通入冷卻水后，開始緩慢加熱a，控制餾出物的溫度不超過90℃。
分離提純：
反應粗產物倒入分液漏斗中分別用少量5%碳酸鈉溶液和水洗滌，分離后加入無水氯化鈣顆粒，靜置一段時間后棄去氯化鈣。最終通過蒸餾得到純凈環己烯10g。
回答下列問題：
（1）裝置b的名稱是________。
（2）加入碎瓷片的作用是______________________________；如果加熱一段時間后發現忘記加瓷片，應該采取的正確操作是________（填字母）。
A．立即補加
B．冷卻后補加
C．不需補加
D．重新配料
（3）本實驗中最容易產生的副產物的結構簡式為_____________________。
（4）分液漏斗在使用前須清洗干凈并________；在本實驗分離過程中，產物應該從分液漏斗的________（填“上口倒出”或“下口放出”）。
（5）分離提純過程中加入無水氯化鈣的目的是______________________________。
（6）在環己烯粗產物蒸餾過程中，不可能用到的儀器有________（填字母，下同）。
A．圓底燒瓶
B．溫度計
C．吸濾瓶
D．球形冷凝管
E．接收器
（7）本實驗所得到的環己烯產率是________。
A．41%
B．50%
C．61%
D．70%
4．（2020·湛江一模）工業上乙醚可用于制造無煙火藥。實驗室合成乙醚的原理如下：
主反應：2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3+H2O；
副反應：CH3CH2OHCH2＝CH2↑+H2O。
［乙醚制備］裝置設計如圖（部分裝置略）：
（1）儀器a是________（寫名稱）；儀器b應更換為下列的________（填標號）。
A．干燥管
B．直形冷凝管
C．玻璃管
D．安全瓶
（2）實驗操作的正確排序為________（填標號），取出乙醚立即密閉保存。
a．安裝實驗儀器
b．加入12mL濃硫酸和少量乙醇的混合物
c．檢查裝置氣密性
d．熄滅酒精燈
e．通冷卻水并加熱燒瓶
f．拆除裝置
g．控制滴加乙醇速率與餾出液速率相等
（3）反應溫度不超過145℃，其目的是______________________________。若滴入乙醇的速率明顯超過餾出液速率，則反應速率會降低，可能的原因是______________________________________________________________。
［乙醚提純］
（4）粗乙醚中含有的主要雜質為________；無水氯化鎂的作用是___________。
（5）操作a的名稱是________；進行該操作時，必須用水浴代替酒精燈加熱，其目的與制備實驗中將尾接管支管接至室外相同，均為______________________。
5．（2020·成都二模）三氯甲醛（CCl3CHO）可用于生產氯霉素、合霉素等，其在實驗室制備的反應原理為C2H5OH+4Cl2CCl3CHO+5HCl，可能發生的副反應是C2H5OH+HClC2H5Cl+H2O。某探究小組在實驗室模擬制備三氯乙醛的裝置如圖所示（夾持、加熱裝置均略去）。回答下列問題：
（1）儀器a的名稱是__________，采用該儀器的理由是_________________。
（2）儀器b中冷凝水從___（填“p”或“q”）口進。
（3）裝置A中MnO2用KClO3代替，反應在常溫下進行，試寫出反應的離子方程式：________________________________________。若撤去裝置B，對實驗的影響是____________。
（4）測定產品純度：
①稱取0.40g產品，配成待測溶液，加入20.00mL0.100mol/L碘標準溶液，再加適量堿液，充分反應：CCl3CHO+OH－＝CHCl3+HCOO－，HCOO－+I2＝H++2I－+CO2↑；
②再加適量鹽酸調節溶液的pH，并立即用0.020mol/L的Na2S2O3溶液滴定到終點，發生反應：2S2O32－+I2＝S4O62－+2I－；
③重復上述操作3次，平均消耗Na2S2O3溶液20.00mL。
滴定時所用指示劑是______，達到滴定終點的現象是______________________，測得產品的純度是_________（保留三位有效數字）。
6．（2020·山西六校質檢）間溴苯甲醛常用作醫藥中間體，實驗室以苯甲醛為原料，在無水AlCl3催化下加熱制備間溴苯甲醛。
Ⅰ．催化劑的制備
如圖1是實驗室制取少量無水AlCl3的相關實驗裝置。已知無水氯化鋁易升華，極易潮解。
（1）若氣體A是Cl2，且由KMnO4和濃鹽酸反應制取，該反應的離子方程式為____________________________________。
（2）若固體B是AlCl3·6H2O，則氣體A是__________，通入氣體A的目的是___________________。
（3）若氣體A為Cl2，乙中的藥品是堿石灰，則堿石灰的作用是______________________。
Ⅱ．間溴苯甲醛的制備實驗所用裝置如圖2（夾持及加熱裝置已省略）：
已知相關物質的沸點如下表所示：
物質
沸點/℃
液溴
58.8
苯甲醛
179
1，2?二氯乙烷
83.5
間溴苯甲醛
229
實驗步驟如下：
步驟1：將一定配比的無水AlCl3、1，2?二氯乙烷和苯甲醛在三頸燒瓶中充分混合后，升溫至60℃，緩慢滴加經濃硫酸干燥過的液溴，維持溫度不變，反應一段時間后，冷卻。
步驟2：將反應混合物緩慢加入一定量的稀鹽酸中，攪拌、靜置、分液。有機相用10%NaHCO3溶液洗滌。
步驟3：往洗滌后的有機相中加入適量無水MgSO4固體，放置一段時間后，進行下一操作。
步驟4：減壓蒸餾有機相，收集相應餾分。
（1）儀器a的名稱為___________，本實驗需要控制反應溫度為60℃，為了更好地控制反應溫度，宜采用的加熱方式是_______________。
（2）步驟2分液時有機相處于________（填“上層”或“下層”），NaHCO3可以除去有機相中的Br2，反應中1molBr2參與反應，轉移1mol電子且產生無色氣體，反應的離子方程式為___________________________________。
（3）步驟3中將加入無水MgSO4固體的有機相放置一段時間后，進行的下一操作是____________________。
7．（2020·海口一模）實驗室制備苯甲醇和苯甲酸的化學原理是：
2CHO+KOHCH2OH+COOK
COOK+HClCOOH+KCl
已知苯甲醛易被空氣氧化，苯甲醇的沸點為205.3℃；苯甲酸的熔點為121.7℃，沸點為249℃，常溫下，在水中的溶解度為0.34g；乙醚的沸點為34.8℃，難溶于水。制備苯甲醇和苯甲酸的主要過程如下所示：
試根據上述信息回答下列問題：
（1）操作I的名稱是________，乙醚溶液中所溶解的主要成分是____________；
（2）操作Ⅱ的名稱是________，產品甲是________。
（3）操作Ⅲ的名稱是________，產品乙是________。
（4）如圖所示，操作Ⅱ中溫度計水銀球上沿放置的位置應是____（填“a”、“b”、“c”或“d”），收集乙醚產品的適宜溫度為____________。
8．（2020·江西九所重點中學聯考）二茂鐵可用作燃料的節能消煙劑、抗爆劑等。實驗室制備二茂鐵裝置示意圖如圖一所示。
已知：Ⅰ．二茂鐵熔點是173℃，在100℃時開始升華；沸點是249℃。
Ⅱ．制備二茂鐵的反應原理是：2KOH+FeCl2+2C5H6＝Fe（C5H5）2+2KCl+2H2O。
實驗步驟為：
①在三頸燒瓶中加入25g粉末狀的KOH，并從儀器a中加入60mL無水乙醚到燒瓶中，充分攪拌，同時通氮氣約10min；
②再從儀器a滴入5.5mL新蒸餾的環戊二烯（C5H6，密度為0.95g·cm－3），攪拌；
③將6.5g無水FeCl2與（CH3）2SO（二甲亞砜，作溶劑）配成的溶液25mL裝入儀器a中，慢慢滴入儀器c中，45min滴完，繼續攪拌45min；
④再從儀器a加入25mL無水乙醚攪拌；
⑤將c中的液體轉入分液漏斗中，依次用鹽酸、水各洗滌兩次，分液得橙黃色溶液；
⑥蒸發橙黃色溶液，得二茂鐵粗產品。
回答下列問題：
（1）儀器a的名稱是________________。
（2）步驟①中通入氮氣的目的是______________________________。
（3）儀器c的適宜容積為________（填序號）。
①100mL
②250mL
③500mL
（4）步驟⑤用鹽酸洗滌的目的是____________________________。
（5）步驟⑦是二茂鐵粗產品的提純，該過程在圖二裝置中進行，其操作名稱為__________；該操作中棉花的作用是_____________________________。
（6）為了確認得到的是二茂鐵，還需要進行的一項簡單實驗是_____________；若最終制得純凈的二茂鐵4.3g，則該實驗的產率為______（保留三位有效數字）。
9．（2020·貴陽一模）丙烯酸甲酯（CH2＝CHCOOCH3）是一種重要的有機化工原料。實驗室制備少量丙烯酸甲酯的反應為：CH2＝CHCOOH+CH3OHCH2＝CHCOOCH3+H2O，步驟如下：
步驟1：在100mL圓底燒瓶中依次加入10.0g丙烯酸、少許碎瓷片、10mL甲醇和2mL濃硫酸，攪拌。
步驟2：如圖，連接裝置，加熱燒瓶中的混合液，用錐形瓶盛接通過分水器分離出的水。當不再有水生成，停止加熱。
步驟3：反應液冷卻后，依次用5%Na2CO3溶液、飽和食鹽水、水洗滌。分離出有機相。
步驟4：向有機相中加無水Na2SO4固體，過濾后蒸餾，收集70～90℃餾分。測得丙烯酸甲酯的質量為6.45g。可能用到的信息：
密度
沸點
溶解性
其他
丙烯酸
1.05g·cm－3
141℃
與水互溶，易溶于有機溶劑
有毒
甲醇
0.79g·cm－3
65℃
與水互溶，易溶于有機溶劑
易揮發，有毒
丙烯酸甲酯
0.95g·cm－3
80.5℃
難溶于水，易溶于有機溶劑
易揮發
請回答下列問題：
（1）步驟1中，加入碎瓷片的目的是_______________。
（2）步驟2中，圖中所示裝置中儀器A的名稱是____________，其作用為_________。
（3）步驟3中，用5%Na2CO3溶液洗滌，主要除去的物質是_______________；分離有機相的操作名稱為_________________，分離有機相時不需要用到下列玻璃儀器中的___________（填名稱）。
（4）實驗中可能生成的有機副產物結構簡式為_______（填一種即可）。
（5）本實驗中丙烯酸甲酯的產率為______%。實際產率低于理論值的原因有多種，下列所述原因中不可能的是______（填字母）。
a．分水器收集的水里含丙烯酸甲酯
b．本實驗條件下發生了副反應
c．產品在洗滌、蒸發過程中有損失
d．產品精制時收集部分低沸點物質
（6）本實驗中需要采取的安全防護措施有______________。
10．（2018·贛州一模）溴苯是一種常用的化工原料。實驗室制備溴苯的實驗步驟如下：
步驟1：在a中加入15mL苯和少量鐵屑，再將b中4.0mL液溴慢慢加入到a中，充分反應。
步驟2：向a中加入10mL水，然后過濾除去未反應的鐵屑。
步驟3：濾液依次用10mL水、8mL10%的NaOH溶液、10mL水洗滌，分液得粗溴苯。
步驟4：向分出的粗溴苯中加入少量的無水氯化鈣，靜置、過濾即得粗產品。
（1）步驟1儀器a中發生的主要反應是__________________。
（2）儀器d的作用是___________________________。
（3）將b中的液溴慢慢加入到a中，而不能快速加入的原因是__________________。
（4）儀器c的作用是冷凝回流，回流的主要物質有______________（填化學式）。
苯
溴
溴苯
密度/g·cm－3
0.88
3.10
1.50
沸點/℃
80
59
156
在水中的溶解度
微溶
微溶
微溶
（5）步驟4得到的粗產品中還含有雜質苯，已知苯、溴苯的有關物理性質如上表，則要進一步提純粗產品，還必須進行的實驗操作名稱是_________。
11．（2020·鄂爾多斯二模）乙酸丁酯是重要的化工原料，具有水果香味。實驗室制備乙酸丁酯（CH3COOCH2CH2CH2CH3）的反應裝置示意圖和有關信息如下：
乙酸
正丁醇
乙酸丁酯
熔點/℃
16.6
－89.5
－73.5
沸點/℃
117.9
117
126.0
密度/（g·cm－3）
1.1
0.80
0.88
（1）乙酸丁酯粗產品的制備
在干燥的50mL圓底燒瓶中，裝入沸石，加入12.0mL正丁醇和16.0mL冰醋酸（過量），再加3～4滴濃硫酸。然后再安裝分水器（作用：實驗過程中不斷分離除去反應生成的水）、冷凝管，然后小火加熱。
寫出制備乙酸丁酯的化學方程式：________________________________________。裝置中冷水應從____（填“a”或“b”）口通入；通過分水器不斷分離除去反應生成的水的目的是________________________________________。
（2）①乙酸丁酯的精制：將乙酸丁酯粗產品用如下的操作進行精制：a．水洗、b．蒸餾、c．用無水MgSO4干燥、d．用10%碳酸鈉溶液洗滌。正確的操作步驟是__________（填標號）。
A．abcd
B．cadb
C．dacb
D．cdab
②在乙酸丁酯的精制中，用10%碳酸鈉溶液洗滌的主要目的是________________________________________________________。
③在洗滌、分液操作中，應充分振蕩，然后靜置，待分層后________（填標號）。
a．直接將乙酸丁酯從分液漏斗的上口倒出b．直接將乙酸丁酯從分液漏斗的下口放出
c．先將水層從分液漏斗的下口放出，再將乙酸丁酯從下口放出
d．先將水層從分液漏斗的下口放出，再將乙酸丁酯從上口倒出
（3）計算產率
測量分水器內由乙酸與丁醇反應生成水的體積為1.8mL，假設在制取乙酸丁酯過程中反應物和生成物沒有損失，且忽略副反應，乙酸丁酯的產率為________。
12．（2020·福建三明一模）某化學興趣小組設計實驗制備苯甲酸異丙酯，其反應原理為：
COOH+CH3－－CH3COOCH3+H2O
用如圖所示裝置進行實驗：
物質的性質數據如表所示：
物質
相對分子質量
密度/（g·cm－3）
沸點/℃
水溶性
苯甲酸
122
1.27
249
微溶
異丙醇
60
0.79
82
易溶
苯甲酸異丙酯
164
1.08
218
不溶
實驗步驟：
步驟ⅰ：在圖甲干燥的儀器a中加入38.1g苯甲酸、30mL異丙醇和15mL濃硫酸，再加入幾粒沸石；
步驟ⅱ：加熱至70℃左右保持恒溫半小時；
步驟ⅲ：將圖甲的儀器a中液體進行如下操作得到粗產品：
步驟ⅳ：將粗產品用圖乙所示裝置進行精制。
試回答下列問題：
（1）步驟ⅰ中加入三種試劑的先后順序一定錯誤的是________（填字母）。
A．異丙醇、苯甲酸、濃硫酸
B．濃硫酸、異丙醇、苯甲酸
C．異丙醇、濃硫酸、苯甲酸
（2）圖甲中儀器a的名稱為________，判斷酯化反應達到平衡的現象____________。加入的苯甲酸和異丙醇中，需過量的是________，目的是____________________。
（3）本實驗一般采用水浴加熱，因為溫度過高會使產率________（填“增大”“減小”或“不變”）。
（4）操作Ⅰ中第二次水洗的目的是______________，操作Ⅱ中加入無水硫酸鎂的作用為_________________________________________。
（5）步驟ⅳ所用的裝置中冷卻水的進口為________（填字母），操作時應收集218℃的餾分，如果溫度計水銀球偏上，則收集的精制產品中可能混有的雜質為________（填物質名稱）。
（6）如果得到的苯甲酸異丙酯的質量為40.930g。則該實驗的產率為________%（保留2位有效數字）。
13．（2020·攀枝花二模）某化學小組欲通過實驗探究：Ⅰ.苯與液溴發生取代反應；Ⅱ.苯與液溴在催化劑作用下的反應機理。所用裝置如圖所示。
已知：MnO2+2NaBr+2H2SO4（濃）Br2↑+MnSO4+Na2SO4+2H2O
（1）實驗室制備溴苯的化學方程式為______________________________；
儀器X的名稱為______________。
（2）制取溴苯的實驗操作步驟如下：
①連接裝置，其接口順序為（填字母）：d接____，____接____，____接c。
②檢查裝置氣密性。
③C中加入固體藥品，______________，再打開D處開關K，點燃C處酒精燈；插入鐵絲于混合液中，一段時間后，D中液體沸騰，原因是____________________。
④關閉C中活塞。
（3）A中對廣口瓶進行熱水浴的目的是______________。
（4）若B中有淡黃色沉淀生成，能否確定苯與液溴發生了取代反應？________（填“能”或“否”）。
（5）查閱文獻：苯與液溴在FeBr3催化下的反應機理共分三步：
ⅰ．Br2+FeBr3→Br++FeBr4－
ⅱ．Br++→
①請完成第三步反應：ⅲ._________________________________。
②該小組將A裝置中的濃硫酸替換成稀硫酸時實驗失敗，試從反應機理推測可能的原因：________________________________________________。
14．（2020·柳州4月模擬）某實驗小組探究肉桂酸的制取：
I：主要試劑及物理性質
名稱
相對分子質量
性狀
沸點/℃
溶解度，克/100mL溶劑
水
醇
醚
苯甲醛
106.12
無色液體
178~179
0.3
任意比互溶
任意比互溶
乙酸酐
102.08
無色液體
138~140
12
溶
不溶
肉桂酸
148.16
無色晶體
300
0.04
24
溶
注意：乙酸酐溶于水發生水解反應
II：反應過程
實驗室制備肉桂酸的化學方程式為：
CHO+（CH3CO2）OCH＝CHCOOH
+CH3COOH
III：實驗步驟及流程
①在250mL三口燒瓶中（如圖甲）放入3ml（3.15g，0.03mol）新蒸餾過的苯甲醛、8ml（8.64g，0.084mol）新蒸餾過的乙酸酐，以及研細的4.2g無水碳酸鉀。采用空氣冷凝管緩緩回流加熱45min。由于反應中二氧化碳逸出，可觀察到反應初期有大量泡沫出現。
②反應完畢，在攪拌下向反應液中分批加入20mL水，再慢慢加入碳酸鈉中和反應液至pH等于8。然后進行水蒸氣蒸餾（如圖乙），待三口燒瓶中的剩余液體冷卻后，加入活性炭煮沸10~15min，進行趁熱過濾。在攪拌下，將HCl加入到濾液中，當固體不在增加時，過濾，得到產品，干燥，稱量得固體3.0g。
IV：如圖所示裝置：
回答下列問題：
（1）合成時裝置必須是干燥的，理由是_______________________。反應完成后分批加人20mL水，目的是____________________。
（2）反應完成后慢慢加入碳酸鈉中和，目的是_____________________。
（3）步驟②進行水蒸氣蒸餾，除去的雜質是______________，如何判斷達到蒸餾終點__________________________。
（4）加入活性炭煮沸10~15min，進行趁熱過濾，將濾液冷卻至室溫，趁熱過濾的目的是___________________。
（5）若進一步提純粗產品，應用的操作名稱是______________，該實驗產品的產率約是_______。（保留小數點后一位）
15．（2020·廊坊一模）氯化芐（C6H5CH2Cl）為無色液體，是一種重要的有機化工原料。現在實驗室模擬工業上用甲苯與干燥氯氣在光照條件下加熱反應合成氯化芐、分離出氯化芐并檢驗樣品的純度，其裝置（夾持裝置略去）如圖所示：
回答下列問題：
（1）儀器E的名稱是_____________；其作用是_______________________。
（2）裝置B中的溶液為___________________。
（3）用恒壓滴液漏斗代替分液漏斗的優點是_________________________。
（4）裝置A中反應的離子方程式為_____________________________。
（5）反應結束后，關閉K1和K2，打開K3，加熱三頸燒瓶，分餾出氯化芐，應選擇溫度范圍為______℃。
物質
溶解性
熔點（℃）
沸點（℃）
甲苯
極微溶于水，能與乙醇、乙醚等混溶
－94.9
110
氯化芐
微溶于水，易溶于苯、甲苯等有機溶劑
－39
178.8
二氯化芐
不溶于水，溶于乙醇、乙醚
－16
205
三氯化芐
不溶于水，溶于乙醇、乙醚和苯
－7
220
（6）檢測氯化芐樣品的純度：
①稱取13.00g樣品于燒杯中，加入50.00mL4mol?L－1NaOH水溶液，水浴加熱1小時，冷卻后加入35.00mL40%HNO3，再將全部溶液轉移到容量瓶中配成100mL溶液。取20.00mL溶液于試管中，加入足量的AgNO3溶液，充分振蕩，過濾、洗滌、干燥，稱量固體質量為2.87g，則該樣品的純度為_____%（結果保留小數點后1位）。
②實際測量結果可能偏高，原因是___________________________________。
16．（2020·廣西來賓4月模擬）實驗室用乙醇、濃硫酸和溴化鈉反應來制備溴乙烷，其反應原理為H2SO4（濃）+NaBrNaHSO4+HBr↑、CH3CH2OH+HBrCH3CH2Br+H2O。有關數據和實驗裝置如（反應需要加熱，圖中省去了加熱裝置）：
乙醇
溴乙烷
溴
狀態
無色液體
無色液體
深紅棕色液體
密度/g·cm－3
0.79
1.44
3.1
沸點/℃
78.5
38.4
59
（1）A中放入沸石的作用是__________________，B中進水口為____口（填“a”或“b”）。
（2）實驗中用滴液漏斗代替分液漏斗的優點為______________。
（3）氫溴酸與濃硫酸混合加熱發生氧化還原反應的化學方程式________________。
（4）給A加熱的目的是____________________，F接橡皮管導入稀NaOH溶液，其目的是吸收________和溴蒸氣，防止____________。
（5）C中的導管E的末端須在水面以下，其原因是__________________。
（6）將C中的鎦出液轉入錐形并瓶中，連振蕩邊逐滴滴入濃H2SO41～2mL以除去水、乙醇等雜質，使溶液分層后用分液漏斗分去硫酸層；將經硫酸處理后的溴乙烷轉入蒸鎦燒瓶，水浴加熱蒸餾，收集到35～40℃的餾分約10.0g。
①分液漏斗在使用前必須________________；
②從乙醇的角度考慮，本實驗所得溴乙烷的產率是__________（精確到0.1%）。
17．（2020·廣東六校聯考）苯甲酸（C6H5COOH）的相對分子質量為122，熔點為122.4℃，沸點為249℃，密度為1.2659g·cm－3，在水中的溶解度：0.35g（25℃）、2.7g（80℃）、5.9g（100℃），不易被氧化，是一種一元有機弱酸，微溶于水、溶于乙醇。實驗室中由甲苯（分子式：C6H5CH3、相對分子質量：92，沸點為110.6℃，密度為0.8669g·cm－3）制備苯甲酸的實驗如下：
第一步：將9.2g甲苯和硫酸酸化的KMnO4溶液（過量）置于如圖的三頸燒瓶中，加熱保持反應物溶液溫度在90℃左右至反應結束，制備過程中不斷從分水器分離出水。第二步：將反應后混合液趁熱過濾，濾液冷卻后用硫酸酸化，抽濾得粗產品。第三步：粗產品用水洗滌2到3次，干燥稱量得固體11.7g。請回答下列問題：
（1）第一步發生反應的化學方程式為__________________________________。
（2）分水器的作用是________________________________，判斷該反應完成的現象是______________________________________________________。
（3）第二步中抽濾的優點是______________________________________。
（4）第三步證明粗產品洗滌干凈的方法是____________________；干燥的最佳方法是________（填代號）。
a．空氣中自然風干
b．沸水浴干燥
c．直接加熱干燥
（5）由以上數據知苯甲酸的產率為________。
（6）設計合理的實驗方案確定苯甲酸是弱酸，可從下列儀器和試劑中選擇最簡單的組合是__________（填編號）。
①pH計
②0.01mol·L－1NaOH溶液
③酚酞
④甲基橙
⑤1mo·L－1NaOH溶液
⑥0.01mol·L－1苯甲酸溶液
⑦滴定管
⑧錐形瓶
⑨量筒
18．（2020·塘沽二模）三氯乙醛（CCl3CHO）是生產農藥、醫藥的重要中間體，實驗室制備三氯乙醛的反應裝置示意圖（加熱裝置未畫出）和有關數據如下：
①制備反應原理：C2H5OH+4Cl2→CCl3CHO+5HCl
②相關物質的相對分子質量及部分物理性質：
相對分子質量
熔點/℃
沸點/℃
溶解性
C2H5OH
46
－114.1
78.3
與水互溶
CCl3CHO
147.5
－57.5
97.8
可溶于水、乙醇
CCl3COOH
163.5
58
198
可溶于水、乙醇、三氯乙醛
C2H5Cl
64.5
－138.7
12.3
微溶于水，可溶于乙醇
（1）恒壓漏斗中盛放的試劑的名稱是_____，盛放KMnO4儀器的名稱是_____。
（2）反應過程中C2H5OH和HCl可能會生成副產物C2H5Cl，同時CCl3CHO（三氯乙醛）也能被次氯酸繼續氧化生成CCl3COOH（三氯乙酸），寫出三氯乙醛被次氯酸氧化生成三氯乙酸的化學方程式：________________________________________。
（3）該設計流程中存在一處缺陷是______________________________，導致引起的后果是_____，裝置B的作用是_______________________________。
（4）反應結束后，有人提出先將C中的混合物冷卻到室溫，再用分液的方法分離出三氯乙酸。你認為此方案是否可行_____（填是或否），原因是_______________。
（5）測定產品純度：稱取產品0.36g配成待測溶液，加入0.1000mol?L－1碘標準溶液20.00mL，再加入適量Na2CO3溶液，反應完全后，加鹽酸調節溶液的pH，立即用0.02000mol?L－1Na2S2O3溶液滴定至終點。進行三次平行實驗，測得平均消耗Na2S2O3溶液20.00mL。則產品的純度為_______（計算結果保留四位有效數字）。滴定原理：CCl3CHO+OH－＝CHCl3+HCOO－、HCOO－+I2＝H++2I－+CO2、I2+2S2O32－＝2I－+S4O62－
19．（2020·云南曲靖一模）叔丁基苯［C（CH3）3］是重要的精細化工中間體，實驗室可以以苯和氯代叔丁烷［ClC（CH3）3］為原料，在無水AlCl3催化下加熱制得。相關物質的物理常數和物理性質如表：
物質
相對分子質量
密度/（g·cm－3）
熔點/℃
沸點/℃
溶解性
苯
78
0.88
5.5
80.1
難溶于水，易溶于乙醇
氯代叔丁烷
92.5
1.84
－26
51.6
難溶于水，可溶于苯
叔丁基苯
134
0.87
－58
169
難溶于水，易溶于苯
叔丁基苯的制取原理為：+ClC（CH3）3C（CH3）3+HCl↑。實驗室制取叔丁基苯的裝置如圖所示（加熱和夾持儀器略去）
實驗步驟：
在三口燒瓶中加入120mL的苯和適量無水AlCl3，由恒壓滴液漏斗滴加氯代叔丁烷15mL，控制溫度反應一段時間。將反應后的混合物依次用稀鹽酸、2%Na2CO3溶液和H2O洗滌分離，在所得產物中加入少量無水MgSO4固體，靜置、過濾，先常壓蒸餾，再減壓蒸餾收集餾分，得叔丁基苯30g。
（1）儀器a的名稱為______________，和普通分液漏斗相比，使用恒壓滴液漏斗的優點是________________________________________。
（2）洗滌操作中，水洗的目的是____________________________；無水硫酸鎂的作用是________。
（3）常壓蒸餾時，最低控制溫度為________。
（4）該實驗中叔丁基苯的產率為________。（小數點后保留兩位數字）
20．（2020·山南一模）某研究性學習小組的同學設計了如圖裝置制取溴苯和溴乙烷：
己知：乙醇在加熱的條件下可與HBr反應得到溴乙烷（CH3CH2Br），二者某些物理性質如下表所示：
溶解性（本身均可作溶劑）
沸點（℃）
密度（g/mL）
乙醇
與水互溶，易溶于有機溶劑
78.5
0.8
溴乙烷
難溶于水，易溶于有機溶劑
38.4
1.4
請回答下列問題：
（1）B中發生反應生成目標產物的化學方程式為___________________________。
（2）根據實驗目的。選擇下列合適的實驗步驟：①→___________（選填②③④等）。
①組裝好裝置，___________（填寫實驗操作名稱）；
②將A裝置中的純鐵絲小心向下插入苯和液溴的混合液中；
③點燃B裝置中的酒精燈，用小火緩緩對錐形瓶加熱10分鐘；
④向燒瓶中加入一定量苯和液溴，向錐形瓶中加入無水乙醇至稍高于進氣導管口處，向U形管中加入蒸餾水封住管底，向水槽中加入冰水。
（3）簡述實驗中用純鐵絲代替鐵粉的優點：________________________________。
（4）冰水的作用是_________________________。
（5）反應完畢后，U形管內的現象是_______________________；分離溴乙烷時所需的玻璃儀器有_______________________。
21．（2020·銀川二模）葡萄酒中的酒精是葡萄果實中的糖發酵后的產物（C6H12O62CH3CH2OH+2CO2↑）。
Ⅰ．已知：實驗室制乙烯原理為CH3CH2OHCH2＝CH2↑+H2O，產生的氣體能使Br2的四氯化碳溶液褪色，甲、乙同學用下列實驗驗證。（氣密性已檢驗，部分夾持裝置略）。實驗操作和現象：
操作
現象
點燃酒精燈，加熱至170℃
Ⅰ：A中燒瓶內液體漸漸變黑Ⅱ：B內氣泡連續冒出，溶液逐漸褪色
……
實驗完畢，清洗燒瓶
Ⅲ：A中燒瓶內附著少量黑色顆粒狀物，有刺激性氣味逸出
（1）溶液“漸漸變黑”，說明濃硫酸具有_________性。
（2）對產生的氣體進行分析，甲認為是C2H4，乙認為不能排除SO2的作用。
①寫出實驗室制取SO2的化學反應方程式是_______________________；
②乙根據現象認為實驗中產生的SO2和____________，使B中有色物質反應褪色。
③為證實各自觀點，甲、乙重新實驗，設計與現象如下：
甲：在A、B間增加一個裝有某種試劑的洗氣瓶；現象：Br2的CCl4溶液褪色。
乙：用下列裝置按一定順序與A連接：（尾氣處理裝置略）
現象：C中溶液由紅棕色變為淺紅棕色時，E中溶液褪色。請回答下列問題：
a．甲設計實驗中A、B間洗氣瓶中盛放的試劑是____________；乙設計的實驗D中盛放的試劑是____________，裝置連接順序為_______________（用儀器接口字母編號）。
b．能說明確實是SO2使E中溶液褪色的實驗是_____________________。
c．乙為進一步驗證其觀點，取少量C中溶液，加入幾滴BaCl2溶液，振蕩，產生大量白色沉淀，淺紅棕色消失，發生反應的離子方程式是__________________。由此可得出的干燥的SO2不能使Br2的四氯化碳溶液褪色。
Ⅱ．葡萄酒中常用Na2S2O5做抗氧化劑。
（3）0.5molNa2S2O5溶于水配成1L溶液，該溶液的pH＝4.5。溶液中部分微粒濃度隨溶液酸堿性變化如圖所示。寫出Na2S2O5溶于水時溶液中離子濃度由大到小的排列順序______________________________。
（4）已知：Ksp［BaSO4］＝1×10－10，Ksp［BaSO3］＝5×10－7。把部分被空氣氧化的該溶液的pH調為10，向溶液中滴加BaCl2溶液使SO42－沉淀完全［c（SO42－）≤1×10－5mol·L－1］，此時溶液中c（SO32－）≤_________mol·L－1。
有機制備綜合實驗答案與解析
1．（2020·江西九江一模）丙酰氯（CH3CH2COCl）是香料、醫藥、農藥的重要中間體，制備丙酰氯的反應原理為3CH3CH2COOH+PCl33CH3CH2COCl+H3PO3。實驗小組設計如下實驗制備丙酰氯，然后測定產率。
已知：相關數據如下表所示：
物質
密度/g·mL－1
沸點/℃
性質
CH3CH2COOH
0.99
141
易溶于水、乙醇、乙醚
PCl3
1.57
76.1
與水劇烈反應，溶于乙醇、乙醚
CH3CH2COCl
1.06
80
與水和乙醇劇烈反應，溶于乙醚
H3PO3
1.65
200（分解）
白色晶體，易溶于水和乙醇，易被氧化
圖1
圖2
回答下列問題：
（1）儀器A的作用為_________________________________________。
（2）用圖1所示裝置制備CH3CH2COCl。
①向三頸瓶中加入18.5mLCH3CH2COOH，通入一段時間N2，加入8.7mLPCl3。通入一段時間N2的作用為_____________________________________。
②水浴加熱，其優點為_________________________________。
③充分反應后，停止加熱，冷卻至室溫。
（3）將三頸瓶中的液體小心轉移入圖2所示裝置中，進行初步分離。
①儀器B的名稱為___________。冷凝管的出水口為______（填“a”或“b”）。
②若最終所得CH3CH2COCl的體積為18.0mL，則CH3CH2COCl的產率為________（保留三位有效數字）。
③C的作用為________________________；若無C，將導致所測CH3CH2COCl的產率________（填“偏高”或“偏低”）。
【解析】（1）由信息知，儀器A的作用為冷凝回流反應物和生成物，增大產率。
（2）①由表中信息知，PCl3和CH3CH2COCl易與水反應，故通入一段時間N2的作用為排盡裝置中的空氣，防止水蒸氣與PCl3和CH3CH2COCl反應。
②水浴加熱可使反應物受熱均勻，容易控制溫度。
（3）①由裝置圖知，儀器B的名稱為蒸餾燒瓶。冷凝管應下口進水上口出水。
②18.5mLCH3CH2COOH的物質的量為0.2475mol，8.7mLPCl3的物質的量為0.0993mol，由反應方程式可知，PCl3過量。CH3CH2COCl的理論產量為0.2475mol；實際產量為18.0mL，物質的量為0.20627mol，則CH3CH2COCl的產率為83.3%。
③由信息知，CH3CH2COCl易水解，故C的作用為防止空氣中的水蒸氣進入使CH3CH2COCl水解。若無C，將導致所測CH3CH2COCl的產率偏低。
【答案】（1）冷凝回流反應物和生成物，增大產率
（2）①排盡裝置中的空氣，防止水蒸氣與PCl3和CH3CH2COCl反應
②使反應物受熱均勻，容易控制溫度
（3）①蒸餾燒瓶；b
②83.3%
③防止空氣中的水蒸氣進入使CH3CH2COCl水解；偏低
2．（2020·西南師大一模）實驗室可利用如圖實驗裝置合成對氨基苯磺酸。實驗步驟如下：
①在一個250mL三頸燒瓶中加入10mL苯胺及幾粒沸石，將三頸燒瓶放入冷水中冷卻，小心地加入18mL濃硫酸。
②將三頸燒瓶置于油浴中緩慢加熱至170～180℃，維持此溫度2～2.5h。
③將反應液冷卻至約50℃后，倒入盛有100mL冷水的燒杯中，用玻璃棒不斷攪拌，促使晶體析出，抽濾，用少量冷水洗滌，得到的晶體是對氨基苯磺酸粗產品。
④將粗產品用沸水溶解，冷卻結晶（若溶液顏色過深，可用活性炭脫色），抽濾，收集產品，晾干。
（說明：100mL水在20℃時可溶解對氨基苯磺酸10.8g，在100℃時可溶解66.7g）
試回答下列問題并填空。
（1）裝置中冷凝管的作用是__________________。
（2）步驟②中采用油浴加熱，下列說法正確的是______（填字母）。
A．用油浴加熱的好處是反應物受熱均勻，便于控制溫度
B．此處也可以改用水浴加熱
C．實驗裝置中的溫度計可以改變位置，也可使其水銀球浸入在油中
（3）步驟③用少量冷水洗滌晶體的好處是_______________。
（4）步驟④中有時需要將“粗產品用沸水溶解，冷卻結晶，抽濾”的操作進行多次，其目的是__________________。每次抽濾后均應將母液收集起來，進行適當處理，其目的是________________。
【解析】（1）因反應溫度較高，為170～180℃，會使NH2等有機物揮發，故裝置中冷凝管的作用是冷凝回流，以提高產率。（2）因加熱溫度為170～180℃，高于水的沸點，故不能用水浴加熱而采用油浴，這樣可使反應物受熱均勻，便于控制溫度，只要使油的溫度為170～180℃即可，因此溫度計水銀球也可浸入在油中，控制了油溫即控制了反應溫度。（3）因產品的溶解度隨溫度升高而增大，用冷水洗滌可減少產品的溶解，從而減少損失。（4）因為產品的溶解度受溫度變化的影響較大，故可采用重結晶的方法對其提純。在抽濾后的母液中仍會殘留少量產品，應將母液收集后集中處理，以回收產品，提高產率。
【答案】（1）冷凝回流（2）AC
（3）減少對氨基苯磺酸的損失
（4）提高對氨基苯磺酸的純度；提高對氨基苯磺酸的產率
3．（2020·遼陽一模）醇脫水是合成烯烴的常用方法，實驗室合成環己烯的反應和實驗裝置如下：
可能用到的有關數據如下：
相對分子質量
密度/g·cm－3
沸點/℃
溶解性
環己醇
100
0.9618
161
微溶于水
環己烯
82
0.8102
83
難溶于水
合成反應：
在a中加入20g環己醇和2小片碎瓷片，冷卻攪動下慢慢加入1mL濃硫酸。b中通入冷卻水后，開始緩慢加熱a，控制餾出物的溫度不超過90℃。
分離提純：
反應粗產物倒入分液漏斗中分別用少量5%碳酸鈉溶液和水洗滌，分離后加入無水氯化鈣顆粒，靜置一段時間后棄去氯化鈣。最終通過蒸餾得到純凈環己烯10g。
回答下列問題：
（1）裝置b的名稱是________。
（2）加入碎瓷片的作用是______________________________；如果加熱一段時間后發現忘記加瓷片，應該采取的正確操作是________（填字母）。
A．立即補加
B．冷卻后補加
C．不需補加
D．重新配料
（3）本實驗中最容易產生的副產物的結構簡式為_____________________。
（4）分液漏斗在使用前須清洗干凈并________；在本實驗分離過程中，產物應該從分液漏斗的________（填“上口倒出”或“下口放出”）。
（5）分離提純過程中加入無水氯化鈣的目的是______________________________。
（6）在環己烯粗產物蒸餾過程中，不可能用到的儀器有________（填字母，下同）。
A．圓底燒瓶
B．溫度計
C．吸濾瓶
D．球形冷凝管
E．接收器
（7）本實驗所得到的環己烯產率是________。
A．41%
B．50%
C．61%
D．70%
【解析】（1）裝置b為直形冷凝管，可用于冷凝回流。（2）加入碎瓷片的作用是防止有機物在加熱時發生暴沸。如果在加熱時發現忘記加碎瓷片，這時必須停止加熱，待冷卻后補加碎瓷片。（3）醇分子間最容易發生脫水反應生成醚類化合物。（4）分液漏斗在使用前必須要檢漏。實驗生成的環己烯的密度比水的要小，所以環己烯應從上口倒出。（5）加入無水氯化鈣的目的：除去水（做干燥劑）和除去環己醇（因為乙醇可以和氯化鈣反應，類比推知，環己醇和氯化鈣也可以反應）。（6）觀察題中實驗裝置圖知蒸餾過程中不可能用到吸濾瓶及球形冷凝管。（7）20g環己醇的物質的量為＝0.2mol，理論上生成環己烯的物質的量為0.2mol，環己烯的質量為0.2mol×82g·mol－1＝16.4g，實際得到環己烯的質量為10g，則產率為×100%≈61%。
【答案】（1）直形冷凝管（2）防止暴沸B
（3）（4）檢漏上口倒出
（5）干燥（或除水除醇）（6）CD（7）C
4．（2020·湛江一模）工業上乙醚可用于制造無煙火藥。實驗室合成乙醚的原理如下：
主反應：2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3+H2O；
副反應：CH3CH2OHCH2＝CH2↑+H2O。
［乙醚制備］裝置設計如圖（部分裝置略）：
（1）儀器a是________（寫名稱）；儀器b應更換為下列的________（填標號）。
A．干燥管
B．直形冷凝管
C．玻璃管
D．安全瓶
（2）實驗操作的正確排序為________（填標號），取出乙醚立即密閉保存。
a．安裝實驗儀器
b．加入12mL濃硫酸和少量乙醇的混合物
c．檢查裝置氣密性
d．熄滅酒精燈
e．通冷卻水并加熱燒瓶
f．拆除裝置
g．控制滴加乙醇速率與餾出液速率相等
（3）反應溫度不超過145℃，其目的是______________________________。若滴入乙醇的速率明顯超過餾出液速率，則反應速率會降低，可能的原因是______________________________________________________________。
［乙醚提純］
（4）粗乙醚中含有的主要雜質為________；無水氯化鎂的作用是___________。
（5）操作a的名稱是________；進行該操作時，必須用水浴代替酒精燈加熱，其目的與制備實驗中將尾接管支管接至室外相同，均為______________________。
【解析】（1）儀器a是三頸燒瓶。儀器b為球形冷凝管，應更換為直形冷凝管。（2）實驗操作順序：先按照從左到右，從下到上安裝實驗儀器，再檢查裝置氣密性，然后加入反應物，為了防止冷凝管遇冷破裂同時保證冷凝效果，先通冷卻水后加熱燒瓶，實驗過程中控制滴加乙醇速率與餾出液速率相等，實驗結束后先熄滅酒精燈后停止通入冷卻水，最后拆除裝置。（3）根據提供信息，反應溫度為170℃時，有副反應發生，因此反應溫度不超過145℃，其目的是避免副反應發生。若滴入乙醇的速率明顯超過餾出液速率，則反應混合物的溫度會降低，從而導致反應速率降低。（4）乙醇容易揮發，因此粗乙醚中含有的主要雜質為乙醇。無水氯化鎂的作用是干燥乙醚。（5）操作a是從干燥后的有機層（主要含乙醇和乙醚）中分離出乙醚，故操作a為蒸餾。無水乙醚遇熱容易爆炸，故蒸餾時用水浴代替酒精燈加熱，目的是避免引發乙醚蒸氣燃燒或爆炸。
【答案】（1）三頸燒瓶（三口燒瓶）；B（2）acbegdf
（3）避免副反應發生溫度驟降導致反應速率降低
（4）乙醇（或其他合理答案）；干燥乙醚
（5）蒸餾；避免引發乙醚蒸氣燃燒或爆炸
5．（2020·成都二模）三氯甲醛（CCl3CHO）可用于生產氯霉素、合霉素等，其在實驗室制備的反應原理為C2H5OH+4Cl2CCl3CHO+5HCl，可能發生的副反應是C2H5OH+HClC2H5Cl+H2O。某探究小組在實驗室模擬制備三氯乙醛的裝置如圖所示（夾持、加熱裝置均略去）。回答下列問題：
（1）儀器a的名稱是__________，采用該儀器的理由是_________________。
（2）儀器b中冷凝水從___（填“p”或“q”）口進。
（3）裝置A中MnO2用KClO3代替，反應在常溫下進行，試寫出反應的離子方程式：________________________________________。若撤去裝置B，對實驗的影響是____________。
（4）測定產品純度：
①稱取0.40g產品，配成待測溶液，加入20.00mL0.100mol/L碘標準溶液，再加適量堿液，充分反應：CCl3CHO+OH－＝CHCl3+HCOO－，HCOO－+I2＝H++2I－+CO2↑；
②再加適量鹽酸調節溶液的pH，并立即用0.020mol/L的Na2S2O3溶液滴定到終點，發生反應：2S2O32－+I2＝S4O62－+2I－；
③重復上述操作3次，平均消耗Na2S2O3溶液20.00mL。
滴定時所用指示劑是______，達到滴定終點的現象是______________________，測得產品的純度是_________（保留三位有效數字）。
【解析】A裝置利用二氧化錳與濃鹽酸制備氯氣，反應方程式為：MnO2+4HCl（濃）MnCl2+Cl2↑+2H2O，B裝置用飽和食鹽水除去HCl，C裝置盛放濃硫酸干燥氯氣，D中反應制備CCl3CHO，E裝置盛放氫氧化鈉溶液，吸收尾氣中過量的氯氣等防止污染空氣。（1）根據儀器a的結構特點可知其為恒壓分液漏斗；恒壓分液漏斗的導管可以平衡漏斗上方和燒瓶內氣體的壓強，便于液體順利滴下；（2）儀器b為球形冷凝管，為了更好的冷凝效果，冷凝水應從p口進入，q口流出；（3）裝置A為濃鹽酸與二氧化錳共熱制取氯氣，用KClO3代替二氧化錳做氧化劑，發生歸中反應，離子方程式為：ClO3+6H++5Cl－＝3Cl2↑+3H2O；生成的氯氣中混有的HCl氣體會與乙醇反應生成氯乙烷，導致三氯乙醛的純度降低；（4）該滴定過程中利用Na2S2O3標準溶液滴定未反應的碘單質的物質的量，從而確定與HCOO－反應的碘單質的量，繼而確定HCOO－的量；滴定終點碘單質全部被氧化成碘離子，所以可選用淀粉溶液做指示劑，達到終點的現象為滴入最后一滴Na2S2O3溶液，錐形瓶中的顏色由藍色變為無色，且半分鐘內不恢復原色；根據反應2S2O32－+I2＝S4O62－+2I－可知存在數量關系I2~2S2O32－，則剩余的n（I2）＝0.020mol/L×0.02L×＝0.00020mol，則與HCOO－反應的n（I2）＝0.100mol/L×0.02L－0.00020mol＝0.00180mol，根據CCl3CHO+OH－＝CHCl3+HCOO－，HCOO－+I2＝H++2I－+CO2↑，可知n（CCl3CHO）＝0.00180mol，產品的純度為×100%＝66.4%。
【答案】（1）恒壓分液漏斗平衡漏斗上方和燒瓶內氣體的壓強，便于液體順利滴下
（2）p
（3）ClO3－+6H++5Cl－＝3Cl2↑+3H2O；生成的氯氣中混有的HCl氣體會與乙醇反應生成氯乙烷，導致三氯乙醛的純度降低
（4）淀粉溶液；滴入最后一滴Na2S2O3溶液，錐形瓶中的顏色由藍色變為無色，且半分鐘內不恢復原色；66.4%
6．（2020·山西六校質檢）間溴苯甲醛常用作醫藥中間體，實驗室以苯甲醛為原料，在無水AlCl3催化下加熱制備間溴苯甲醛。
Ⅰ．催化劑的制備
如圖1是實驗室制取少量無水AlCl3的相關實驗裝置。已知無水氯化鋁易升華，極易潮解。
（1）若氣體A是Cl2，且由KMnO4和濃鹽酸反應制取，該反應的離子方程式為____________________________________。
（2）若固體B是AlCl3·6H2O，則氣體A是__________，通入氣體A的目的是___________________。
（3）若氣體A為Cl2，乙中的藥品是堿石灰，則堿石灰的作用是______________________。
Ⅱ．間溴苯甲醛的制備實驗所用裝置如圖2（夾持及加熱裝置已省略）：
已知相關物質的沸點如下表所示：
物質
沸點/℃
液溴
58.8
苯甲醛
179
1，2?二氯乙烷
83.5
間溴苯甲醛
229
實驗步驟如下：
步驟1：將一定配比的無水AlCl3、1，2?二氯乙烷和苯甲醛在三頸燒瓶中充分混合后，升溫至60℃，緩慢滴加經濃硫酸干燥過的液溴，維持溫度不變，反應一段時間后，冷卻。
步驟2：將反應混合物緩慢加入一定量的稀鹽酸中，攪拌、靜置、分液。有機相用10%NaHCO3溶液洗滌。
步驟3：往洗滌后的有機相中加入適量無水MgSO4固體，放置一段時間后，進行下一操作。
步驟4：減壓蒸餾有機相，收集相應餾分。
（1）儀器a的名稱為___________，本實驗需要控制反應溫度為60℃，為了更好地控制反應溫度，宜采用的加熱方式是_______________。
（2）步驟2分液時有機相處于________（填“上層”或“下層”），NaHCO3可以除去有機相中的Br2，反應中1molBr2參與反應，轉移1mol電子且產生無色氣體，反應的離子方程式為___________________________________。
（3）步驟3中將加入無水MgSO4固體的有機相放置一段時間后，進行的下一操作是____________________。
【解析】Ⅰ.（1）KMnO4和濃鹽酸反應的離子方程式為2MnO4－+16H++10Cl－＝2Mn2++5Cl2↑+8H2O。（2）由AlCl3·6H2O制備AlCl3，只需使AlCl3·6H2O受熱失去結晶水，通入HCl可防止AlCl3水解。（3）因Cl2有毒，無水AlCl3極易潮解，所以乙中堿石灰的作用是吸收未反應完的Cl2且防止空氣中的水蒸氣進入甲中。Ⅱ.（1）儀器a是直形冷凝管；當反應溫度低于100℃時，可以采取水浴加熱的方式，有利于控制溫度，且使反應體系受熱均勻。（2）間溴苯甲醛密度比水大，有機相在下層；HCO3－水解使溶液呈堿性，Br2在堿性條件下發生歧化反應，反應的離子方程式為Br2+2HCO3－＝Br－+BrO－+2CO2↑+H2O。（3）無水MgSO4固體的作用是吸收有機相中的水，固液分離的操作是過濾。
【答案】Ⅰ.（1）2MnO4－+16H++10Cl－＝2Mn2++5Cl2↑+8H2O
（2）HCl抑制AlCl3水解
（3）吸收未反應完的Cl2，防止空氣中的水蒸氣進入甲中
Ⅱ.（1）直形冷凝管水浴加熱
（2）下層；Br2+2HCO3－＝Br－+BrO－+2CO2↑+H2O（3）過濾
7．（2020·海口一模）實驗室制備苯甲醇和苯甲酸的化學原理是：
2CHO+KOHCH2OH+COOK
COOK+HClCOOH+KCl
已知苯甲醛易被空氣氧化，苯甲醇的沸點為205.3℃；苯甲酸的熔點為121.7℃，沸點為249℃，常溫下，在水中的溶解度為0.34g；乙醚的沸點為34.8℃，難溶于水。制備苯甲醇和苯甲酸的主要過程如下所示：
試根據上述信息回答下列問題：
（1）操作I的名稱是________，乙醚溶液中所溶解的主要成分是____________；
（2）操作Ⅱ的名稱是________，產品甲是________。
（3）操作Ⅲ的名稱是________，產品乙是________。
（4）如圖所示，操作Ⅱ中溫度計水銀球上沿放置的位置應是____（填“a”、“b”、“c”或“d”），收集乙醚產品的適宜溫度為____________。
【解析】由流程可知，苯甲醛與KOH反應生成苯甲醇、苯甲酸鉀，然后加水、乙醚萃取苯甲醇，則乙醚溶液中含苯甲醇，操作II為蒸餾，得到產品甲為苯甲醇；水溶液中含苯甲酸鉀，加鹽酸發生強酸制取弱酸的反應，生成苯甲酸，苯甲酸的溶解度小，則操作Ⅲ為過濾，則產品乙為苯甲酸。（1）據上述分析，操作Ⅰ為萃取、分液；乙醚溶液中的主要成分是苯甲醇；（2）乙醚溶液中含苯甲醇，操作II為蒸餾，得到產品甲為苯甲醇；（3）水溶液中含苯甲酸鉀，加鹽酸發生強酸制取弱酸的反應，生成苯甲酸，常溫下，在水中的溶解度為0.34g，苯甲酸的溶解度小，則操作Ⅲ為過濾，則產品乙為苯甲酸；（4）蒸餾時，溫度計的水銀球應在蒸餾燒瓶的支管口附近，則溫度計水銀球的放置位置為b；根據乙醚的沸點為34.8℃可知，需要控制蒸氣的溫度為34.8℃。
【答案】（1）萃取分液；苯甲醇（2）蒸餾；苯甲醇
（3）過濾；苯甲酸（4）b；34.8℃
8．（2020·江西九所重點中學聯考）二茂鐵可用作燃料的節能消煙劑、抗爆劑等。實驗室制備二茂鐵裝置示意圖如圖一所示。
已知：Ⅰ．二茂鐵熔點是173℃，在100℃時開始升華；沸點是249℃。
Ⅱ．制備二茂鐵的反應原理是：2KOH+FeCl2+2C5H6＝Fe（C5H5）2+2KCl+2H2O。
實驗步驟為：
①在三頸燒瓶中加入25g粉末狀的KOH，并從儀器a中加入60mL無水乙醚到燒瓶中，充分攪拌，同時通氮氣約10min；
②再從儀器a滴入5.5mL新蒸餾的環戊二烯（C5H6，密度為0.95g·cm－3），攪拌；
③將6.5g無水FeCl2與（CH3）2SO（二甲亞砜，作溶劑）配成的溶液25mL裝入儀器a中，慢慢滴入儀器c中，45min滴完，繼續攪拌45min；
④再從儀器a加入25mL無水乙醚攪拌；
⑤將c中的液體轉入分液漏斗中，依次用鹽酸、水各洗滌兩次，分液得橙黃色溶液；
⑥蒸發橙黃色溶液，得二茂鐵粗產品。
回答下列問題：
（1）儀器a的名稱是________________。
（2）步驟①中通入氮氣的目的是______________________________。
（3）儀器c的適宜容積為________（填序號）。
①100mL
②250mL
③500mL
（4）步驟⑤用鹽酸洗滌的目的是____________________________。
（5）步驟⑦是二茂鐵粗產品的提純，該過程在圖二裝置中進行，其操作名稱為__________；該操作中棉花的作用是_____________________________。
（6）為了確認得到的是二茂鐵，還需要進行的一項簡單實驗是_____________；若最終制得純凈的二茂鐵4.3g，則該實驗的產率為______（保留三位有效數字）。
【解析】（2）Fe2+具有還原性，能被氧氣氧化，通入氮氣的目的是排盡裝置中的空氣，防止Fe2+被氧化。（3）根據實驗，加入儀器c中的液體體積總和為（60+5.5+25+25）mL＝115.5mL，因此選用250mL的三頸燒瓶。（4）根據制備二茂鐵的化學方程式以及所給的KOH、氯化亞鐵、環戊二烯的量可知，加入的KOH應是過量的，因此步驟⑤中加入鹽酸的目的是除去多余的KOH。（5）圖二操作名稱為升華，棉花的作用是防止升華的二茂鐵進入空氣中。（6）可利用二茂鐵的熔點低的特點，檢驗是否是二茂鐵；環戊二烯的質量為5.5mL×0.95g·cm－3＝5.225g，FeCl2的質量為6.5g，根據反應方程式知FeCl2過量，則根據環戊二烯進行計算，理論上產生二茂鐵的質量為＝7.3625g，產率為×100%≈58.4%。
【答案】（1）恒壓滴液漏斗
（2）排盡裝置中的空氣，防止Fe2+被氧化
（3）②
（4）除去多余的KOH
（5）升華
防止二茂鐵揮發進入空氣中
（6）測定所得固體的熔點
58.4%
9．（2020·貴陽一模）丙烯酸甲酯（CH2＝CHCOOCH3）是一種重要的有機化工原料。實驗室制備少量丙烯酸甲酯的反應為：CH2＝CHCOOH+CH3OHCH2＝CHCOOCH3+H2O，步驟如下：
步驟1：在100mL圓底燒瓶中依次加入10.0g丙烯酸、少許碎瓷片、10mL甲醇和2mL濃硫酸，攪拌。
步驟2：如圖，連接裝置，加熱燒瓶中的混合液，用錐形瓶盛接通過分水器分離出的水。當不再有水生成，停止加熱。
步驟3：反應液冷卻后，依次用5%Na2CO3溶液、飽和食鹽水、水洗滌。分離出有機相。
步驟4：向有機相中加無水Na2SO4固體，過濾后蒸餾，收集70～90℃餾分。測得丙烯酸甲酯的質量為6.45g。可能用到的信息：
密度
沸點
溶解性
其他
丙烯酸
1.05g·cm－3
141℃
與水互溶，易溶于有機溶劑
有毒
甲醇
0.79g·cm－3
65℃
與水互溶，易溶于有機溶劑
易揮發，有毒
丙烯酸甲酯
0.95g·cm－3
80.5℃
難溶于水，易溶于有機溶劑
易揮發
請回答下列問題：
（1）步驟1中，加入碎瓷片的目的是_______________。
（2）步驟2中，圖中所示裝置中儀器A的名稱是____________，其作用為_________。
（3）步驟3中，用5%Na2CO3溶液洗滌，主要除去的物質是_______________；分離有機相的操作名稱為_________________，分離有機相時不需要用到下列玻璃儀器中的___________（填名稱）。
（4）實驗中可能生成的有機副產物結構簡式為_______（填一種即可）。
（5）本實驗中丙烯酸甲酯的產率為______%。實際產率低于理論值的原因有多種，下列所述原因中不可能的是______（填字母）。
a．分水器收集的水里含丙烯酸甲酯
b．本實驗條件下發生了副反應
c．產品在洗滌、蒸發過程中有損失
d．產品精制時收集部分低沸點物質
（6）本實驗中需要采取的安全防護措施有______________。
【解析】（1）步驟1中，加入碎瓷片的目的是為了防止爆沸；（2）儀器A的名稱是球形冷凝管，冷凝管的作用為冷凝回流；（3）碳酸鈉可以中和丙烯酸，溶解甲醇，降低丙烯酸甲酯的溶解度；分離有機相和水，可以通過分液的方式；需要用到的儀器主要有容量瓶和燒杯；（4）實驗的條件為濃硫酸加熱同時有甲醇參與，所以能發生甲醇不完全消去生成甲醚的副反應；（5）根據表中數據得出，甲醇有7.9g，丙烯酸有10g，所以甲醇有0.25mol，丙烯酸有0.11mol，根據反應方程式得出，二者1∶1反應，說明甲醇過量，所以根據丙烯酸的物質的量計算，0.11mol丙烯酸理論上可以生成0.11mol的丙烯酸甲酯，所以理論丙烯酸甲酯的產量為8.6g，所以計算產率得到×100%＝75%；（6）由于本實驗中含有有毒氣體，同時有毒氣體可溶于有機溶液中，所以要在通風櫥中進行實驗，同時可以用有機溶劑四氯化碳來吸收有毒氣體。
【答案】（1）防止爆沸；（2）球形冷凝管；冷凝回流；
（3）中和丙烯酸，溶解丙烯醇，降低丙烯酸甲酯的溶解度；分液；容量瓶，漏斗；
（4）CH3OCH3；（5）75%；bd
（6）使用四氯化碳溶液進行尾氣處理，實驗要在通風櫥中進行
10．（2018·贛州一模）溴苯是一種常用的化工原料。實驗室制備溴苯的實驗步驟如下：
步驟1：在a中加入15mL苯和少量鐵屑，再將b中4.0mL液溴慢慢加入到a中，充分反應。
步驟2：向a中加入10mL水，然后過濾除去未反應的鐵屑。
步驟3：濾液依次用10mL水、8mL10%的NaOH溶液、10mL水洗滌，分液得粗溴苯。
步驟4：向分出的粗溴苯中加入少量的無水氯化鈣，靜置、過濾即得粗產品。
（1）步驟1儀器a中發生的主要反應是__________________。
（2）儀器d的作用是___________________________。
（3）將b中的液溴慢慢加入到a中，而不能快速加入的原因是__________________。
（4）儀器c的作用是冷凝回流，回流的主要物質有______________（填化學式）。
苯
溴
溴苯
密度/g·cm－3
0.88
3.10
1.50
沸點/℃
80
59
156
在水中的溶解度
微溶
微溶
微溶
（5）步驟4得到的粗產品中還含有雜質苯，已知苯、溴苯的有關物理性質如上表，則要進一步提純粗產品，還必須進行的實驗操作名稱是_________。
【答案】（1）在a中加入15mL苯和少量鐵屑，再將b中4.0mL液溴慢慢加入到a中，充分反應生成溴苯和溴化氫，反應的化學方程式為+Br2Br+HBr；（2）儀器d為尾氣處理裝置，中發生的主要反應是吸收HBr和揮發出的部分Br2蒸汽，防止污染空氣，而倒扣的漏斗可以防止倒吸現象的發生；（3）苯與液溴的反應為放熱反應，若加入液溴速度過快，反應會放出較多的熱量，由于苯和溴的沸點較低，導致苯和溴會揮發出來，降低了溴苯的產率，將b中的液溴慢慢加入到a中，防止反應放出的熱使C6H6、Br2揮發而影響產率；（4）苯的沸點為80℃，溴的沸點為59℃，二者沸點較低，容易揮發出來，儀器c冷凝器的作用是冷凝回流C6H6、Br2。（5）利用沸點不同，苯的沸點小，被蒸餾出，溴苯留在母液中，所以采取蒸餾的方法分離溴苯與苯。
【答案】（1）+Br2Br+HBr
（2）吸收HBr和Br2蒸汽，防污染，防倒吸
（3）防止反應放出的熱使C6H6、Br2揮發而影響產率
（4）C6H6、Br2（5）蒸餾
11．（2020·鄂爾多斯二模）乙酸丁酯是重要的化工原料，具有水果香味。實驗室制備乙酸丁酯（CH3COOCH2CH2CH2CH3）的反應裝置示意圖和有關信息如下：
乙酸
正丁醇
乙酸丁酯
熔點/℃
16.6
－89.5
－73.5
沸點/℃
117.9
117
126.0
密度/（g·cm－3）
1.1
0.80
0.88
（1）乙酸丁酯粗產品的制備
在干燥的50mL圓底燒瓶中，裝入沸石，加入12.0mL正丁醇和16.0mL冰醋酸（過量），再加3～4滴濃硫酸。然后再安裝分水器（作用：實驗過程中不斷分離除去反應生成的水）、冷凝管，然后小火加熱。
寫出制備乙酸丁酯的化學方程式：________________________________________。裝置中冷水應從____（填“a”或“b”）口通入；通過分水器不斷分離除去反應生成的水的目的是________________________________________。
（2）①乙酸丁酯的精制：將乙酸丁酯粗產品用如下的操作進行精制：a．水洗、b．蒸餾、c．用無水MgSO4干燥、d．用10%碳酸鈉溶液洗滌。正確的操作步驟是__________（填標號）。
A．abcd
B．cadb
C．dacb
D．cdab
②在乙酸丁酯的精制中，用10%碳酸鈉溶液洗滌的主要目的是________________________________________________________。
③在洗滌、分液操作中，應充分振蕩，然后靜置，待分層后________（填標號）。
a．直接將乙酸丁酯從分液漏斗的上口倒出b．直接將乙酸丁酯從分液漏斗的下口放出
c．先將水層從分液漏斗的下口放出，再將乙酸丁酯從下口放出
d．先將水層從分液漏斗的下口放出，再將乙酸丁酯從上口倒出
（3）計算產率
測量分水器內由乙酸與丁醇反應生成水的體積為1.8mL，假設在制取乙酸丁酯過程中反應物和生成物沒有損失，且忽略副反應，乙酸丁酯的產率為________。
【解析】（1）正丁醇和冰醋酸（過量）發生酯化反應生成乙酸丁酯和水，反應的化學方程式為CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OHCH3COOCH2CH2CH2CH3+H2O；為使整個冷凝管中充滿水，水應該從b口通入；正丁醇和冰醋酸（過量）反應生成乙酸丁酯和水的酯化反應為可逆反應，水的沸點（100℃）低于乙酸丁酯的沸點（126.0℃），反應時先將生成的水汽化分離，可以促使平衡正向移動，提高乙酸丁酯的產率。（2）①由于正丁醇、乙酸、乙酸丁酯能夠互溶，所制取的乙酸丁酯中含有正丁醇、乙酸和催化劑硫酸，第一步采用10%碳酸鈉溶液洗滌除去乙酸和硫酸等雜質，第二步用水洗除去碳酸鈉溶液，第三步用無水硫酸鎂干燥除去水，第四步蒸餾，制得較純凈的乙酸丁酯。②10%碳酸鈉溶液可除去乙酸、硫酸等雜質，降低乙酸丁酯在水中的溶解度，便于分層得到酯。③由于酯的密度比水小，二者互不相溶，因此水在下層，酯在上層。分液時，要先將下層的水從分液漏斗的下口放出，待下層水恰好放完時關閉分液漏斗的活塞，再將上層的乙酸丁酯從上口放出，所以正確的為d。（3）12.0mL正丁醇的質量為12.0mL×0.80g·mL－1＝9.6g，則12.0mL正丁醇理論上生成酯的物質的量n理論（乙酸丁酯）＝n（正丁醇）＝＝mol；n實際（乙酸丁酯）＝n（H2O）＝＝0.10mol；則乙酸丁酯的產率＝×100%≈77.1%。
【答案】（1）CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OHCH3COOCH2CH2CH2CH3+H2O；b；使平衡正向移動，提高乙酸丁酯的產率
（2）①C②除去產品中含有的乙酸、硫酸等雜質，降低乙酸丁酯在水中的溶解度
③d（3）77.1%
12．（2020·福建三明一模）某化學興趣小組設計實驗制備苯甲酸異丙酯，其反應原理為：
COOH+CH3－－CH3COOCH3+H2O
用如圖所示裝置進行實驗：
物質的性質數據如表所示：
物質
相對分子質量
密度/（g·cm－3）
沸點/℃
水溶性
苯甲酸
122
1.27
249
微溶
異丙醇
60
0.79
82
易溶
苯甲酸異丙酯
164
1.08
218
不溶
實驗步驟：
步驟ⅰ：在圖甲干燥的儀器a中加入38.1g苯甲酸、30mL異丙醇和15mL濃硫酸，再加入幾粒沸石；
步驟ⅱ：加熱至70℃左右保持恒溫半小時；
步驟ⅲ：將圖甲的儀器a中液體進行如下操作得到粗產品：
步驟ⅳ：將粗產品用圖乙所示裝置進行精制。
試回答下列問題：
（1）步驟ⅰ中加入三種試劑的先后順序一定錯誤的是________（填字母）。
A．異丙醇、苯甲酸、濃硫酸
B．濃硫酸、異丙醇、苯甲酸
C．異丙醇、濃硫酸、苯甲酸
（2）圖甲中儀器a的名稱為________，判斷酯化反應達到平衡的現象____________。加入的苯甲酸和異丙醇中，需過量的是________，目的是____________________。
（3）本實驗一般采用水浴加熱，因為溫度過高會使產率________（填“增大”“減小”或“不變”）。
（4）操作Ⅰ中第二次水洗的目的是______________，操作Ⅱ中加入無水硫酸鎂的作用為_________________________________________。
（5）步驟ⅳ所用的裝置中冷卻水的進口為________（填字母），操作時應收集218℃的餾分，如果溫度計水銀球偏上，則收集的精制產品中可能混有的雜質為________（填物質名稱）。
（6）如果得到的苯甲酸異丙酯的質量為40.930g。則該實驗的產率為________%（保留2位有效數字）。
【解析】（1）濃硫酸和其他液態物質混合時應注意實驗安全，一般都是將濃硫酸沿玻璃棒或容器內壁緩緩注入其他液體中，邊注入邊攪拌，所以酯化反應實驗中，一般先加入密度最小的醇，再加入羧酸，最后加入濃硫酸（其中濃硫酸和羧酸順序可以顛倒）。（2）油水分離器中水層高低的變化可以顯示生成物水的量，據此可以判斷酯化反應是否達到平衡；由于酯化反應屬于可逆反應，所以其中一種物質過量，既可以使平衡向正反應方向移動，又可以提高另外一種物質的轉化率，由題中數據知，異丙醇過量。（3）有機物一般都易揮發，所以溫度過高，容易造成反應物揮發而損失，從而降低產率。（4）第一次水洗主要是除去異丙醇和硫酸等水溶性雜質，用飽和碳酸鈉溶液洗主要是除去硫酸和苯甲酸等酸性雜質，而第二次水洗，則是為了除去殘留的碳酸鈉，操作Ⅱ中加入無水硫酸鎂是為了除去殘留的水。（5）如果蒸餾時溫度計的水銀球偏上，則蒸餾燒瓶支管口處溫度比溫度計所測量的溫度高，會有沸點較高的雜質逸出。（6）38.1g苯甲酸的物質的量為≈0.312mol，30mL異丙醇的物質的量為＝0.395mol，苯甲酸不足，所以苯甲酸異丙酯的理論產量為0.312mol×164g·mol－1＝51.168g，則產率為×100%≈80%。
【答案】（1）B（2）三頸燒瓶（或三口燒瓶）；油水分離器中水面保持穩定；異丙醇；有利于酯化反應向正反應方向進行，提高苯甲酸的轉化率
（3）減小（4）除去殘留的碳酸鈉除去殘留的水
（5）g；苯甲酸（6）80
13．（2020·攀枝花二模）某化學小組欲通過實驗探究：Ⅰ.苯與液溴發生取代反應；Ⅱ.苯與液溴在催化劑作用下的反應機理。所用裝置如圖所示。
已知：MnO2+2NaBr+2H2SO4（濃）Br2↑+MnSO4+Na2SO4+2H2O
（1）實驗室制備溴苯的化學方程式為______________________________；
儀器X的名稱為______________。
（2）制取溴苯的實驗操作步驟如下：
①連接裝置，其接口順序為（填字母）：d接____，____接____，____接c。
②檢查裝置氣密性。
③C中加入固體藥品，______________，再打開D處開關K，點燃C處酒精燈；插入鐵絲于混合液中，一段時間后，D中液體沸騰，原因是____________________。
④關閉C中活塞。
（3）A中對廣口瓶進行熱水浴的目的是______________。
（4）若B中有淡黃色沉淀生成，能否確定苯與液溴發生了取代反應？________（填“能”或“否”）。
（5）查閱文獻：苯與液溴在FeBr3催化下的反應機理共分三步：
ⅰ．Br2+FeBr3→Br++FeBr4－
ⅱ．Br++→
①請完成第三步反應：ⅲ._________________________________。
②該小組將A裝置中的濃硫酸替換成稀硫酸時實驗失敗，試從反應機理推測可能的原因：________________________________________________。
【解析】（1）苯與液溴在FeBr3做催化劑條件下發生取代反應生成Br和HBr。（2）①C裝置制備溴蒸氣，利用A裝置除去其中的水蒸氣，d接a，Br2與D中苯反應，b接e，利用B裝置檢驗HBr的生成。③加入固體藥品（MnO2、NaBr）后滴加濃硫酸。D中液體沸騰，說明反應放熱。（3）氣態溴易液化（常溫下溴呈液態），A中廣口瓶需要熱水浴。（4）由于溴易揮發，D中反應放熱，有溴蒸氣從D中逸出，Br2溶于水后也生成HBr，無法證明AgBr的生成是由于苯與液溴反應產生了HBr所致。（5）①由反應的總方程式可推知FeBr4－和均為中間產物，兩者反應生成Br、FeBr3（催化劑）、HBr。②稀硫酸和濃硫酸的差異在于稀硫酸中有大量H2O，Br+無法存在。
【答案】（1）+Br2Br+HBr；球形冷凝管
（2）①abef③滴加濃硫酸（其他合理答案均可）該反應是放熱反應
（3）防止溴蒸氣冷凝（其他合理答案均可）
（4）否
（5）①FeBr4－+→FeBr3+Br
+HBr
②有水情況下，無法生成Br+
14．（2020·柳州4月模擬）某實驗小組探究肉桂酸的制取：
I：主要試劑及物理性質
名稱
相對分子質量
性狀
沸點/℃
溶解度，克/100mL溶劑
水
醇
醚
苯甲醛
106.12
無色液體
178~179
0.3
任意比互溶
任意比互溶
乙酸酐
102.08
無色液體
138~140
12
溶
不溶
肉桂酸
148.16
無色晶體
300
0.04
24
溶
注意：乙酸酐溶于水發生水解反應
II：反應過程
實驗室制備肉桂酸的化學方程式為：
CHO+（CH3CO2）OCH＝CHCOOH
+CH3COOH
III：實驗步驟及流程
①在250mL三口燒瓶中（如圖甲）放入3ml（3.15g，0.03mol）新蒸餾過的苯甲醛、8ml（8.64g，0.084mol）新蒸餾過的乙酸酐，以及研細的4.2g無水碳酸鉀。采用空氣冷凝管緩緩回流加熱45min。由于反應中二氧化碳逸出，可觀察到反應初期有大量泡沫出現。
②反應完畢，在攪拌下向反應液中分批加入20mL水，再慢慢加入碳酸鈉中和反應液至pH等于8。然后進行水蒸氣蒸餾（如圖乙），待三口燒瓶中的剩余液體冷卻后，加入活性炭煮沸10~15min，進行趁熱過濾。在攪拌下，將HCl加入到濾液中，當固體不在增加時，過濾，得到產品，干燥，稱量得固體3.0g。
IV：如圖所示裝置：
回答下列問題：
（1）合成時裝置必須是干燥的，理由是_______________________。反應完成后分批加人20mL水，目的是____________________。
（2）反應完成后慢慢加入碳酸鈉中和，目的是_____________________。
（3）步驟②進行水蒸氣蒸餾，除去的雜質是______________，如何判斷達到蒸餾終點__________________________。
（4）加入活性炭煮沸10~15min，進行趁熱過濾，將濾液冷卻至室溫，趁熱過濾的目的是___________________。
（5）若進一步提純粗產品，應用的操作名稱是______________，該實驗產品的產率約是_______。（保留小數點后一位）
【解析】（1）由題目所給信息可知，反應物乙酸酐遇水反應，故合成時裝置必須是干燥，也因為乙酸酐能和水反應，實驗結束剩余的乙酸酐能用水除去，所以，反應完成后分批加人20mL水，是為了除去過量的乙酸酐。（2）慢慢加入碳酸鈉，容易調節溶液的pH。（3）第①步將乙酸酐、乙酸除去了，此時進行水蒸氣蒸餾，能除苯甲醛，苯甲醛是無色液體，在水中的溶解度很小，故蒸出、接收的苯甲醛液體應呈無色油狀，所以，當苯甲醛完全蒸出時，將不再出現無色油狀液體。（4）過濾，活性炭等雜質留在濾渣里，肉桂酸留在濾液里，常溫下，肉桂酸的溶解度很小，趁熱過濾，是為了增大肉桂酸的溶解度，提高產率。（5）此時肉桂酸中仍然還有一些可溶性的雜質，如乙酸，可通過重結晶進行提純，得到純凈的肉桂酸。由制備肉桂酸的方程式可知，乙酸酐和苯甲醛按物質的量1：1反應，但是所給原料量為：0.03mol苯甲醛、0.084mol乙酸酐，很明顯，乙酸酐過量，按苯甲醛的量計算，理論上可得0.03mol肉桂酸，對應質量＝0.03mol×148.16g/mol＝4.4448g，所以，產率＝×100%＝67.6%。
【答案】（1）防止乙酸酐與水反應；除去過量的乙酸酐
（2）慢慢加入碳酸鈉，容易調節溶液的pH
（3）苯甲醛；蒸出、接收的無色液體不呈油狀時，即可斷定水蒸氣蒸餾結束
（4）增大肉桂酸的溶解度，提高產率
（5）重結晶；67.6%
15．（2020·廊坊一模）氯化芐（C6H5CH2Cl）為無色液體，是一種重要的有機化工原料。現在實驗室模擬工業上用甲苯與干燥氯氣在光照條件下加熱反應合成氯化芐、分離出氯化芐并檢驗樣品的純度，其裝置（夾持裝置略去）如圖所示：
回答下列問題：
（1）儀器E的名稱是_____________；其作用是_______________________。
（2）裝置B中的溶液為___________________。
（3）用恒壓滴液漏斗代替分液漏斗的優點是_________________________。
（4）裝置A中反應的離子方程式為_____________________________。
（5）反應結束后，關閉K1和K2，打開K3，加熱三頸燒瓶，分餾出氯化芐，應選擇溫度范圍為______℃。
物質
溶解性
熔點（℃）
沸點（℃）
甲苯
極微溶于水，能與乙醇、乙醚等混溶
－94.9
110
氯化芐
微溶于水，易溶于苯、甲苯等有機溶劑
－39
178.8
二氯化芐
不溶于水，溶于乙醇、乙醚
－16
205
三氯化芐
不溶于水，溶于乙醇、乙醚和苯
－7
220
（6）檢測氯化芐樣品的純度：
①稱取13.00g樣品于燒杯中，加入50.00mL4mol?L－1NaOH水溶液，水浴加熱1小時，冷卻后加入35.00mL40%HNO3，再將全部溶液轉移到容量瓶中配成100mL溶液。取20.00mL溶液于試管中，加入足量的AgNO3溶液，充分振蕩，過濾、洗滌、干燥，稱量固體質量為2.87g，則該樣品的純度為_____%（結果保留小數點后1位）。
②實際測量結果可能偏高，原因是___________________________________。
【解析】（1）根據裝置圖可知，儀器E的名稱是球形冷凝管；冷凝管E的作用是導出Cl2、HCl氣體，冷凝回流甲苯；（2）裝置A制取的氯氣中含有雜質氯化氫，裝置B的作用是除去氯氣中的氯化氫，所以B中的試劑是飽和食鹽水；（3）用恒壓滴液漏斗代替分液漏斗的優點是使漏斗與燒瓶內壓強一致，液體順利流下；（4）裝置A中高錳酸鉀與濃鹽酸反應生成氯化鉀、氯化錳、氯氣和水，反應的離子方程式為2MnO4－+10Cl－+16H+＝2Mn2++5Cl2↑+8H2O；（5）分餾出氯化芐溫度應高于氯化芐的沸點，低于二氯化芐的沸點，所以應選擇溫度范圍是178.8~205℃；（6）設樣品中C6H5CH2Cl的質量為xg；根據C6H5CH2Cl~AgCl↓，n（C6H5CH2Cl）＝n（AgCl）＝×＝0.1mol，m（C6H5CH2Cl）＝0.1mol×126.5g/mol＝12.65g，樣品純度為×100%＝97.3%，二氯化芐、三氯化芐中氯元素的質量分數大于氯化芐，樣品若混有二氯化芐、三氯化芐等雜質會使測量結果偏高。
【答案】（1）球形冷凝管；導出Cl2、HCl氣體，冷凝回流甲苯
（2）飽和食鹽水（3）使漏斗與燒瓶內壓強一致，液體順利流下
（4）2MnO4－+10Cl－+16H+＝2Mn2++5Cl2↑+8H2O
（5）178.8~205（6）①97.3②樣品混有二氯化芐、三氯化芐等雜質
16．（2020·廣西來賓4月模擬）實驗室用乙醇、濃硫酸和溴化鈉反應來制備溴乙烷，其反應原理為H2SO4（濃）+NaBrNaHSO4+HBr↑、CH3CH2OH+HBrCH3CH2Br+H2O。有關數據和實驗裝置如（反應需要加熱，圖中省去了加熱裝置）：
乙醇
溴乙烷
溴
狀態
無色液體
無色液體
深紅棕色液體
密度/g·cm－3
0.79
1.44
3.1
沸點/℃
78.5
38.4
59
（1）A中放入沸石的作用是__________________，B中進水口為____口（填“a”或“b”）。
（2）實驗中用滴液漏斗代替分液漏斗的優點為______________。
（3）氫溴酸與濃硫酸混合加熱發生氧化還原反應的化學方程式________________。
（4）給A加熱的目的是____________________，F接橡皮管導入稀NaOH溶液，其目的是吸收________和溴蒸氣，防止____________。
（5）C中的導管E的末端須在水面以下，其原因是__________________。
（6）將C中的鎦出液轉入錐形并瓶中，連振蕩邊逐滴滴入濃H2SO41～2mL以除去水、乙醇等雜質，使溶液分層后用分液漏斗分去硫酸層；將經硫酸處理后的溴乙烷轉入蒸鎦燒瓶，水浴加熱蒸餾，收集到35～40℃的餾分約10.0g。
①分液漏斗在使用前必須________________；
②從乙醇的角度考慮，本實驗所得溴乙烷的產率是__________（精確到0.1%）。
【解析】（1）液體加熱加入沸石，可以防止液體瀑沸，B為球形冷凝管，應采取逆流原理通入冷凝水，進行充分冷凝回流，所以B中進水口為b；（2）滴液漏斗可以使漏斗的上方和下方的壓強相等，使濃硫酸順利流下，而分液漏斗沒有這個功能；（3）濃硫酸有強氧化性，氫溴酸與濃硫酸混合加熱可生成Br2和SO2，發生氧化還原反應的化學方程式為2HBr+H2SO4（濃）SO2+Br2+2H2O；（4）加熱的目的是加快反應速率，溫度高于38.4℃溴乙烷全部揮發蒸餾出來，實驗中產生的二氧化硫、溴化氫、溴等會污染空氣，所以可以用稀NaOH溶液吸收，防止污染環境；（5）導管E的末端須在水面以下，通過冷卻得到溴乙烷，減少溴乙烷的揮發；（6）①分液漏斗有上口塞子和下口有控制液體流量的活塞，在使用前需要檢查是否漏水；②10mL乙醇的質量為0.79×10g＝7.9g，其物質的量為0.172mol，所以理論制得溴乙烷的物質的量為0.172mol，其質量為18.75g，所以溴乙烷的產率＝×100%≈53.4%。
【答案】（1）防止暴沸；b
（2）平衡壓強，使濃硫酸順利滴下
（3）2HBr+H2SO4（濃）SO2+Br2+2H2O
（4）加快反應速率，蒸餾出溴乙烷；SO2；防止污染環境
（5）冷卻并減少溴乙烷的揮發（6）①檢漏②53.4%
17．（2020·廣東六校聯考）苯甲酸（C6H5COOH）的相對分子質量為122，熔點為122.4℃，沸點為249℃，密度為1.2659g·cm－3，在水中的溶解度：0.35g（25℃）、2.7g（80℃）、5.9g（100℃），不易被氧化，是一種一元有機弱酸，微溶于水、溶于乙醇。實驗室中由甲苯（分子式：C6H5CH3、相對分子質量：92，沸點為110.6℃，密度為0.8669g·cm－3）制備苯甲酸的實驗如下：
第一步：將9.2g甲苯和硫酸酸化的KMnO4溶液（過量）置于如圖的三頸燒瓶中，加熱保持反應物溶液溫度在90℃左右至反應結束，制備過程中不斷從分水器分離出水。第二步：將反應后混合液趁熱過濾，濾液冷卻后用硫酸酸化，抽濾得粗產品。第三步：粗產品用水洗滌2到3次，干燥稱量得固體11.7g。請回答下列問題：
（1）第一步發生反應的化學方程式為__________________________________。
（2）分水器的作用是________________________________，判斷該反應完成的現象是______________________________________________________。
（3）第二步中抽濾的優點是______________________________________。
（4）第三步證明粗產品洗滌干凈的方法是____________________；干燥的最佳方法是________（填代號）。
a．空氣中自然風干
b．沸水浴干燥
c．直接加熱干燥
（5）由以上數據知苯甲酸的產率為________。
（6）設計合理的實驗方案確定苯甲酸是弱酸，可從下列儀器和試劑中選擇最簡單的組合是__________（填編號）。
①pH計
②0.01mol·L－1NaOH溶液
③酚酞
④甲基橙
⑤1mo·L－1NaOH溶液
⑥0.01mol·L－1苯甲酸溶液
⑦滴定管
⑧錐形瓶
⑨量筒
【解析】（1）根據得失電子守恒和原子守恒可知，C6H5CH3和酸性KMnO4溶液反應的化學方程式為5C6H5CH3+6KMnO4+9H2SO45C6H5COOH+3K2SO4+6MnSO4+14H2O。（2）實驗過程中，經冷凝管冷凝回流的冷凝液進入分水器，分層后，甲苯自動流回到三頸燒瓶中，生成的水從分水器中放出去，這樣可以促使反應正向進行，提高甲苯的利用率，同時能減少抽濾所需時間。該反應完成時，三頸燒瓶中酸性KMnO4溶液顏色不再發生變化，或停止攪拌，靜置，液體不再出現分層現象。（3）抽濾具有過濾速度快，得到的固體水分少等優點。（4）由于第二步用硫酸酸化濾液，因此可通過檢驗SO42－來判斷粗產品是否洗滌干凈，檢驗的方法是向少許最后一次的洗滌液中滴入幾滴BaCl2溶液，若無沉淀生成，則說明粗產品洗滌干凈。為了加快干燥過程，并減少損耗，干燥的最佳方法是沸水浴干燥，故b正確。（5）9.2g甲苯的物質的量0.1mol，理論上生成苯甲酸0.1mol，其質量為0.1mol×122g·mol－1＝12.2g，根據實際生成11.7g苯甲酸可求出苯甲酸的產率為×100%≈95.9%。（6）要通過實驗確定苯甲酸是弱酸，最簡單的方法就是用pH計測定0.01mol·L－1苯甲酸溶液的pH，故最簡單的組合為①和⑥。
【答案】（1）5C6H5CH3+6KMnO4+9H2SO45C6H5COOH+3K2SO4+6MnSO4+14H2O
（2）分離出水，提高甲苯利用率，減少抽濾所需時間；停止攪拌，靜置，液體不分層（或三頸燒瓶中溶液不再變色）
（3）過濾速度快，得到的固體水分少
（4）取最后一次的洗滌液少許于試管中，滴加幾滴BaCl2溶液，若無沉淀生成，則說明粗產品洗滌干凈；b
（5）96%（或95.9%）（6）①⑥
18．（2020·塘沽二模）三氯乙醛（CCl3CHO）是生產農藥、醫藥的重要中間體，實驗室制備三氯乙醛的反應裝置示意圖（加熱裝置未畫出）和有關數據如下：
①制備反應原理：C2H5OH+4Cl2→CCl3CHO+5HCl
②相關物質的相對分子質量及部分物理性質：
相對分子質量
熔點/℃
沸點/℃
溶解性
C2H5OH
46
－114.1
78.3
與水互溶
CCl3CHO
147.5
－57.5
97.8
可溶于水、乙醇
CCl3COOH
163.5
58
198
可溶于水、乙醇、三氯乙醛
C2H5Cl
64.5
－138.7
12.3
微溶于水，可溶于乙醇
（1）恒壓漏斗中盛放的試劑的名稱是_____，盛放KMnO4儀器的名稱是_____。
（2）反應過程中C2H5OH和HCl可能會生成副產物C2H5Cl，同時CCl3CHO（三氯乙醛）也能被次氯酸繼續氧化生成CCl3COOH（三氯乙酸），寫出三氯乙醛被次氯酸氧化生成三氯乙酸的化學方程式：________________________________________。
（3）該設計流程中存在一處缺陷是______________________________，導致引起的后果是_____，裝置B的作用是_______________________________。
（4）反應結束后，有人提出先將C中的混合物冷卻到室溫，再用分液的方法分離出三氯乙酸。你認為此方案是否可行_____（填是或否），原因是_______________。
（5）測定產品純度：稱取產品0.36g配成待測溶液，加入0.1000mol?L－1碘標準溶液20.00mL，再加入適量Na2CO3溶液，反應完全后，加鹽酸調節溶液的pH，立即用0.02000mol?L－1Na2S2O3溶液滴定至終點。進行三次平行實驗，測得平均消耗Na2S2O3溶液20.00mL。則產品的純度為_______（計算結果保留四位有效數字）。滴定原理：CCl3CHO+OH－＝CHCl3+HCOO－、HCOO－+I2＝H++2I－+CO2、I2+2S2O32－＝2I－+S4O62－
【解析】（1）根據反應原理我們發現原料需要氯氣，因此裝置A就應該是氯氣的發生裝置，所以恒壓漏斗里裝的是濃鹽酸；盛放KMnO4的裝置是蒸餾燒瓶；（2）按照要求來書寫方程式即可，注意次氯酸的還原產物是氯化氫而不是氯氣：CCl3CHO+HClOCCl3COOH+HCl；（3）制得的氯氣中帶有氯化氫和水分，氯化氫可以在裝置B中除去，但是缺少一個干燥裝置來除去水分，若不除去水分，氯氣和水反應得到次氯酸和鹽酸，會生成更多的副產物；（4）該方案是不行的，因為三氯乙酸是有機物，會溶于乙醇和三氯乙醛，根據題目給出的沸點可知此處用蒸餾的方法最適合；（5）滴定過程中，碘標準溶液過量，一部分滴定CCl3CHO，剩余的I2用Na2S2O3溶液滴定。根據I2+2S2O32－＝2I－+S4O62－，可知剩余I2的物質的量n（I2）1＝n（S2O32－）＝×0.02000mol?L－1×0.02000L＝2.000×10－4mol，則用于滴定CCl3CHO的I2的物質的量n（I2）2＝0.1000mol?L－1×0.02000L－2.000×10－4mol＝1.800×10－3mol，根據CCl3CHO+OH－＝CHCl3+HCOO－、HCOO－+I2＝H++2I－+CO2，可得如下關系式：CCl3CHO~I2，則n（CCl3CHO）＝n（I2）2＝1.800×10－3mol，m（CCl3CHO）＝1.800×10－3mol×147.5g?mol－1＝0.2655g，因此產品的純度為×100%＝73.75%。
【答案】（1）濃鹽酸；圓底燒瓶
（2）CCl3CHO+HClOCCl3COOH+HCl
（3）無干燥裝置；副產物增加；除去氯氣中的氯化氫
（4）否；三氯乙酸會溶于乙醇和三氯乙醛，無法分液
（5）73.75%
19．（2020·云南曲靖一模）叔丁基苯［C（CH3）3］是重要的精細化工中間體，實驗室可以以苯和氯代叔丁烷［ClC（CH3）3］為原料，在無水AlCl3催化下加熱制得。相關物質的物理常數和物理性質如表：
物質
相對分子質量
密度/（g·cm－3）
熔點/℃
沸點/℃
溶解性
苯
78
0.88
5.5
80.1
難溶于水，易溶于乙醇
氯代叔丁烷
92.5
1.84
－26
51.6
難溶于水，可溶于苯
叔丁基苯
134
0.87
－58
169
難溶于水，易溶于苯
叔丁基苯的制取原理為：+ClC（CH3）3C（CH3）3+HCl↑。實驗室制取叔丁基苯的裝置如圖所示（加熱和夾持儀器略去）
實驗步驟：
在三口燒瓶中加入120mL的苯和適量無水AlCl3，由恒壓滴液漏斗滴加氯代叔丁烷15mL，控制溫度反應一段時間。將反應后的混合物依次用稀鹽酸、2%Na2CO3溶液和H2O洗滌分離，在所得產物中加入少量無水MgSO4固體，靜置、過濾，先常壓蒸餾，再減壓蒸餾收集餾分，得叔丁基苯30g。
（1）儀器a的名稱為______________，和普通分液漏斗相比，使用恒壓滴液漏斗的優點是________________________________________。
（2）洗滌操作中，水洗的目的是____________________________；無水硫酸鎂的作用是________。
（3）常壓蒸餾時，最低控制溫度為________。
（4）該實驗中叔丁基苯的產率為________。（小數點后保留兩位數字）
【解析】（1）儀器a的名稱為球形冷凝管；使用恒壓滴液漏斗的優點是可以使液體順利滴下。
（2）水洗的目的是洗掉Na2CO3等（或洗掉可溶性無機物）；無水硫酸鎂的作用是吸水（或干燥）。
（3）常壓蒸餾的目的是除去苯、氯代叔丁烷，由表中數據可知，應控制最低溫度為80.1℃。
（4）苯的物質的量為n（苯）＝＝1.35mol，氯代叔丁烷的物質的量為≈0.30mol，由制取原理可知苯過量，則理論上生成n（叔丁基苯）＝n（氯代叔丁烷）＝0.30mol，理論上生成叔丁基苯的質量為0.30mol×134g·mol－1＝40.20g，故叔丁基苯的產率為×100%≈74.63%。
【答案】（1）球形冷凝管可以使液體順利滴下
（2）洗掉Na2CO3等（或洗掉可溶性無機物）吸水（或干燥）
（3）80.1℃（4）74.63%
20．（2020·山南一模）某研究性學習小組的同學設計了如圖裝置制取溴苯和溴乙烷：
己知：乙醇在加熱的條件下可與HBr反應得到溴乙烷（CH3CH2Br），二者某些物理性質如下表所示：
溶解性（本身均可作溶劑）
沸點（℃）
密度（g/mL）
乙醇
與水互溶，易溶于有機溶劑
78.5
0.8
溴乙烷
難溶于水，易溶于有機溶劑
38.4
1.4
請回答下列問題：
（1）B中發生反應生成目標產物的化學方程式為___________________________。
（2）根據實驗目的。選擇下列合適的實驗步驟：①→___________（選填②③④等）。
①組裝好裝置，___________（填寫實驗操作名稱）；
②將A裝置中的純鐵絲小心向下插入苯和液溴的混合液中；
③點燃B裝置中的酒精燈，用小火緩緩對錐形瓶加熱10分鐘；
④向燒瓶中加入一定量苯和液溴，向錐形瓶中加入無水乙醇至稍高于進氣導管口處，向U形管中加入蒸餾水封住管底，向水槽中加入冰水。
（3）簡述實驗中用純鐵絲代替鐵粉的優點：________________________________。
（4）冰水的作用是_________________________。
（5）反應完畢后，U形管內的現象是_______________________；分離溴乙烷時所需的玻璃儀器有_______________________。
【解析】（1）HBr和乙醇在加熱條件下，發生取代反應生成目標產物溴乙烷和水，B中發生反應生成目標產物的化學方程式為C2H5OH+HBrC2H5Br+H2O。（2）利用苯和液溴反應制得溴苯，同時生成的溴化氫與乙醇發生取代反應得到溴乙烷，則應先連接裝置并檢查所密性，再添加藥品，先加熱A裝置使苯和液溴先反應，再加熱B裝置制溴乙烷，即實驗的操作步驟為：①④②③。（3）實驗中用純鐵絲代替鐵粉的優點：可隨時控制反應的進行，不反應時上拉鐵絲，反應時放下鐵絲，而鐵粉添加后就無法控制反應速率了。（4）冰水的作用是可降溫，冷凝溴乙烷，防止其揮發。（5）反應完畢后，U形管內的現象是底部有油狀液體；溴乙烷

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