高中化學(xué)選修5-有機(jī)化學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)探究-考點(diǎn)解析

高中化學(xué)選修5■有機(jī)化學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)探

究?考點(diǎn)解析

【精選例題】

例i.乙酸異戊酯是組成蜜蜂信息素的成分之一，具有橡膠的香味。實(shí)驗(yàn)室制備

乙酸異戊酯的反應(yīng)、裝置示意圖和有關(guān)信息如下：

實(shí)驗(yàn)步驟：在A中加入4.4g的異戊醇，6.0g的乙酸、數(shù)滴濃硫酸和2~3片

碎瓷片，開始緩慢加熱A,回流50分鐘，反應(yīng)液冷至室溫后，倒入分液漏斗中，

分別用少量水，飽和碳酸氫鈉溶液和水洗滌，分出的產(chǎn)物加入少量無水硫酸鎂固

體，靜置片刻,過濾除去硫酸鎂固體，進(jìn)行蒸儲(chǔ)純化，收集140~143。(:微分,

得乙酸異戊酯3.9g0回答下列問題：

(1)裝置B的名稱是：

(2)在洗滌操作中，第一次水洗的主要目的是：；第二次水洗的主要目的是：。

(3)在洗滌、分液操作中，應(yīng)充分振蕩，然后靜置，待分層后(填標(biāo)號(hào))，

A.直接將乙酸異戊酯從分液漏斗上口倒出

B.直接將乙酸異戊酯從分液漏斗下口放出

C.先將水層從分液漏斗的下口放出，再將乙酸異戊酯從下口放出

D.先將水層從分液漏斗的下口放出，再將乙酸異戊酯從上口放出

(4)本實(shí)驗(yàn)中加入過量乙酸的目的是：

(5)實(shí)驗(yàn)中加入少量無水硫酸鎂的目的是：

(6)在蒸儲(chǔ)操作中，儀器選擇及安裝都正確的是：(填標(biāo)號(hào))

(7)本實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)率是：。

A.30%B.40%C.50%D.60%

(8)在進(jìn)行蒸儲(chǔ)操作時(shí)，若從130°C開始收集微分，產(chǎn)率偏(填高或者低)原

因是

【參考答案】（1）球形冷凝管（2）洗掉大部分濃硫酸和醋酸；洗掉碳酸氫鈉

（3）d（4）提高異戊醇的轉(zhuǎn)化率（5）干燥（6）b（7）c⑻高，會(huì)收集到少量

未反應(yīng)的異戊醇。

【解析】（1）儀器B是球形冷凝管。（2）第一次水洗主要是洗掉濃硫酸和過量的乙酸。第二次水洗則主要

是洗去上一步加入的飽和NaHC03o主要從物質(zhì)的溶解性和存在的雜質(zhì)考慮。（3）乙酸異成酯比水要輕，分

港時(shí)下層必須從下口放出，上層灑體從上口倒出。所以選do（4）由于乙酸的沸點(diǎn)最低，所以會(huì)有較多的乙

酸揮發(fā)損耗，加入過量的乙酸可以保證使異成醇更多的轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品。（5）無水MgSO,有較快的吸水性，且不

與乙酸異成酯反應(yīng)，可以啜收水，便于下一步的蒸憎。（6）a、d的溫度計(jì)位置錯(cuò)誤，冷凝管應(yīng)該用直形冷

凝管，若用球形冷凝管，冷凝的港體不能全部流下，所以應(yīng)該用b。（?）從反應(yīng)方程式可以看到乙酸過量，

則按異戊醇計(jì)算。理論上可以生成乙酸異噓酯6.6g。則產(chǎn)率為：3.9g/6.5gX100%=60%o（8）會(huì)使產(chǎn)率偏高,

溶于乙酸異戊酯的異展酉字會(huì)進(jìn)入到產(chǎn)品中。

【題后反思】解答“有機(jī)"實(shí)驗(yàn)題時(shí)，應(yīng)注意以下問題：制備一種物質(zhì)，首先應(yīng)根

據(jù)目標(biāo)產(chǎn)物的組成去尋找原料，原料的來源要經(jīng)濟(jì)、易得、安全；根據(jù)原料確定

反應(yīng)原理，要求考慮環(huán)保、節(jié)約等因素，找出最佳制備途徑。制備途徑一般包括

中間產(chǎn)物的制取、粗產(chǎn)品的制得及粗產(chǎn)品的精制等幾個(gè)部分。選擇途徑時(shí)應(yīng)注意

雜質(zhì)少易除去、步驟少產(chǎn)率高、副反應(yīng)少好控制、污染少可循環(huán)、易提純好分離

等特點(diǎn)；根據(jù)產(chǎn)品的性質(zhì)特點(diǎn)選擇合適的分離提純方案。

【基礎(chǔ)過關(guān)】

1?葡萄糖酸鈣是一種可促進(jìn)骨骼生長的營養(yǎng)物質(zhì)。葡萄糖酸鈣可通過以下反應(yīng)

制得：C6Hl206（葡萄糖）+Br2+H20-C6Hl207（葡萄糖酸）+2HBr,

2C6H12O7+CaC03TCa（C6Hlic）7）2（葡萄糖酸鈣）+H20+C02T,相關(guān)物質(zhì)

的溶解性見下表：

物質(zhì)名稱葡萄糖酸鈣葡萄糖酸漠化鈣氯化鈣

可溶于冷水

水中的溶解性可溶易溶易溶

易溶于熱水

乙酯中的溶解性微溶微溶可溶可溶

.滴加3黔臭水/55七過量CaCO/70七趁熱過濾乙酹

實(shí)蛉流程如下'：CHQ*溶滿①k②*■③>④f懸濁下

抽濾洗滌干燥

飛廣飛廣—^Cafc.HuO-).,請(qǐng)回答下列問題:

Q)第①步中濱水氧化葡萄糖時(shí)，下列裝置中最適合的是

制備葡萄糖酸鈣的過程中，葡萄糖的氧化也可用其他試劑，下列物質(zhì)中最適合的

是_______O

A.新制Cu(OH)2懸濁液B.酸性KMnO4溶液C.02腐萄糖氧化酶

D.Ag(NH3)2]OH溶液

(2)第②步充分反應(yīng)后CaCO3固體需有剩余，其目的是_______；本實(shí)驗(yàn)中不宜

用CaCI2替代CaCO3，理由是______。

(3)第③步需趁熱過濾，其原因是______。

(4)第④步加入乙醇的作用是______o

（5）第⑥步中，下列洗滌劑最合適的是.

A.冷水B.熱水C.乙醇D.乙醇-水混合溶液

【參考答案】（1）B,C（2）提高葡萄糖的轉(zhuǎn)化率，便于后續(xù)分離氯化鈣難以與葡

萄糖酸直接反應(yīng)得到葡萄糖酸鈣（3）葡萄糖酸鈣冷卻后會(huì)結(jié)晶析出，如不趁熱過

濾會(huì)損失產(chǎn)品（4）可降低葡萄糖酸鈣在溶劑中的溶解度，有利于葡萄糖酸鈣析出

⑸D

【解析】（1）反應(yīng)需要控制在55七，應(yīng)用水浴加熱的方法，應(yīng)選擇B裝置；從選項(xiàng)分析，最合適的試劑應(yīng)

該是03和葡萄糖氧化酶o（2）第②步充分反應(yīng)后CaCO,固體需有剩余的目的是提高葡萄糖酸轉(zhuǎn)化為葡萄糖酸

鈣的轉(zhuǎn)化率，便于后續(xù)分離；氯化鈣難以與葡萄糖酸直接反應(yīng)得到葡萄糖酸鈣，故本實(shí)險(xiǎn)中不宜用CaCl3

替代CaCO,。（3）因?yàn)槠咸烟撬徕}易溶于熱水，所以第③步采用趁熱過濾的方法能激少葡萄糖酸鈣的損失。

（4）因?yàn)槠咸烟撬徕}微溶于乙醇，所以在第④步加入乙醇可降低葡萄糖酸鈣在溶劑中的溶解度，有利于其

析出。（5）根據(jù)表中相關(guān)物質(zhì)溶解性知，第⑥步中最合適的洗滌劑是乙醇一水混合溶液。

【做題小幫手】重要有機(jī)實(shí)驗(yàn)的操作要點(diǎn)

2.醇脫水是合成熔煌的常用方法，實(shí)驗(yàn)室合成環(huán)己烯的反應(yīng)和實(shí)驗(yàn)裝置如下：

可能用到的有關(guān)數(shù)據(jù)如下：

合成反應(yīng)：在a中加入20g環(huán)己醇和2小片碎瓷片，冷卻攪動(dòng)下慢慢加入1mL

濃H2SO4,b中通入冷卻水后，開始緩慢加熱a,控制微出物的溫度不超過

℃

90o

分離提純：反應(yīng)粗產(chǎn)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(shí)間后棄去氯化鈣，最終通過蒸儲(chǔ)得到純凈

環(huán)己烯回答下列問題：

10go

(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(shí)間后發(fā)現(xiàn)忘記加瓷片，

應(yīng)該采取的正確操作是_______(填正確答案標(biāo)號(hào))。

A.立即補(bǔ)加B.冷卻后補(bǔ)加C.不需補(bǔ)加D.重新配料

(3)本實(shí)驗(yàn)中最容易產(chǎn)生的副產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式為。

(4)分液漏斗在使用前須清洗干凈并在本實(shí)驗(yàn)分離過程中，產(chǎn)物

應(yīng)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(huán)己爆粗產(chǎn)物蒸儲(chǔ)過程中，不可能用到的儀器有(填正確答案

標(biāo)號(hào))。

A.圓底燒瓶B.溫度計(jì)C.吸濾瓶D.球形冷凝管E.接收器

(7)本實(shí)驗(yàn)所得到的環(huán)己烯產(chǎn)率是________(填正確答案標(biāo)號(hào))。

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

【參考答案】（1）直形冷凝管（2）防止暴沸B（3）

0-0

（4）檢漏上口倒出（5）干燥（或除水除醇）（6）C、D（7）C

1解析】（1）由題圖可知裝置b的名稱是直形冷凝管。（2）加入碎姿片的作用是防止暴沸，否則會(huì)使蒸

儲(chǔ)燒瓶中的液體進(jìn)入冷凝管，經(jīng)接收器流入錐形瓶，導(dǎo)致裝置炸裂，出現(xiàn)危險(xiǎn)；如果發(fā)現(xiàn)忘記加碎姿片，

H

應(yīng)冷卻后補(bǔ)加。（3〉本實(shí)蛉中最容易產(chǎn)生的副產(chǎn)物是Q由-發(fā)°生分子間脫水反應(yīng)生成的

（4）分流漏斗在使用前應(yīng)清洗干凈并檢查活塞處是否漏水。產(chǎn)物中環(huán)己烯難溶于水且

比水的密度小，用分液漏斗分離時(shí)在上層，無機(jī)水溶液在下層，下層液體從下口放出，上層液體從上口倒

出。（5）產(chǎn)物從分泄漏斗上口倒出后，含少量水和揮發(fā)出的環(huán)己醇，加入無水氯化鈣的目的是干燥環(huán)己烯

（或除水除醇）。（6）蒸儲(chǔ)過程需用圓底燒瓶、溫度計(jì)、接收器和酒精燈，不可能用到吸濾瓶和球形冷凝

管。（7）據(jù)反應(yīng)

0-0+%。

可知，20g

0-OH

理論上制得

0

的質(zhì)量為=16.4g。實(shí)際得純凈

0

10g,所以本實(shí)驗(yàn)所得到的環(huán)己烯產(chǎn)率是xl0%U61%。

【做題小幫手】有機(jī)物的分離和提純

有機(jī)物分離提純常見的物理方法有（萃取）分液法、蒸儲(chǔ)或分儲(chǔ)法、洗氣法、滲

析法、鹽析法、沉淀法等。有機(jī)物的化學(xué)方法提純一般是加入某種試劑，與雜質(zhì)

反應(yīng)，生成易溶于水的物質(zhì)，再用分液或的蒸儲(chǔ)等物理方法除去雜質(zhì)。如除去乙

酸乙酯中混有的乙酸和乙醇，應(yīng)在混合物中加入飽和的碳酸鈉溶液，雜質(zhì)乙酸與

碳酸鈉反應(yīng)，生成了易溶于水的乙酸鈉，同時(shí)降低乙酸乙酯的溶解度，充分?jǐn)嚢?/p>

后，用分液漏斗分液，可得純凈的乙酸乙酯。

3.草酸（乙二酸）存在于自然界的植物中,其Kl=5.4xl0-2,K2=5.4xl0

-5。草酸的鈉鹽和鉀鹽易溶于水，而其鈣鹽難溶于水。草酸晶體（H2c2O42H2O）

無色，熔點(diǎn)

為101℃,易溶于水，受熱脫水、升華，17CTC以上分解?；卮鹣铝袉栴}：

草酸晶體

灰水

c

(1)甲組同學(xué)按照如圖所示的裝置，通過實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)草酸晶體的分解產(chǎn)物。裝置

C中可觀察到的現(xiàn)象是________由此可知草酸晶體分解的產(chǎn)物中有。裝

置B的主要作用是______。

(2)乙組同學(xué)認(rèn)為草酸晶體分解的產(chǎn)物中含有CO,為進(jìn)行驗(yàn)證，選用甲組實(shí)

驗(yàn)中的裝置A、B和下圖所示的部分裝置(可以重復(fù)選用)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

①乙組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)裝置中，依次連接的合理順序?yàn)锳、B、。裝置H反應(yīng)

管中盛有的物質(zhì)是______。

②能證明草酸晶體分解產(chǎn)物中有CO的現(xiàn)象是______。

(3)①設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明：

①草酸的酸性比碳酸的強(qiáng)____。

②草酸為二元酸O

【參考答案】⑴有氣泡產(chǎn)生，澄清石灰水變渾濁；C02;冷凝分解產(chǎn)物中的水和

甲酸。⑵①F、D、G、H、D;Cu。(氧化銅)；②H前的裝置D中的石灰水

不變渾濁，H后的裝置D中的石灰水變渾濁；⑶①向lmol/Ld的NaHCO3

溶液中加入lmol/L的草酸溶液，若產(chǎn)生大量氣泡則說明草酸的酸性比碳酸強(qiáng)。

②用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定草酸溶液，消耗氫氧化鈉的物質(zhì)的量是草酸的兩倍

（將濃度均為O.lmol/L的草酸和氫氧化鈉溶液等體積混合，測反應(yīng)后的溶液的

pH,若溶液呈酸性，則說明草酸是二元酸）

【解析】草酸晶體）無色，熔點(diǎn)為七，易溶于水，受熱脫水、升華，七以上分解，如果

（H3cm?2&0101170

草酸受熱分解，分解時(shí)會(huì)產(chǎn)生二氧化碳，二氧化碳和氮氧化鈣反應(yīng)生成難溶性的碳酸鈣沉淀而使澄清石灰

水變渾濁，所以C中觀察到的現(xiàn)象是有氣泡冒出且澄清石灰水變渾濁，說明有二氧化碳生成；草酸的鈉鹽

和鉀鹽易溶于水，而其鈣鹽難溶于水，草酸易升華，導(dǎo)致生成的氣體中含有草酸，草酸和氫氧化鈣反應(yīng)生

成難溶性的草酸鈣而干擾二氧化碳的檢驗(yàn)，B裝置溫度較低，有冷凝作用，防止

干擾二氧化碳的檢驗(yàn)。為驗(yàn)證CO,在除去并檢驗(yàn)除盡CO2并經(jīng)干燥后，可采

用CO還原CuO（氧化銅）的實(shí)驗(yàn)，通過氧化銅顏色的變化和澄清石灰水變渾

濁的現(xiàn)象證明。用濃氫氧化制取弱酸，向盛有少量NaHCO3的試管里滴加草酸

溶液，有氣泡產(chǎn)生就說明草酸酸性大于碳酸。草酸和NaOH發(fā)生中和反應(yīng)時(shí)，

如果草酸是二元酸，則參加反應(yīng)的草酸物質(zhì)的量應(yīng)該是NaOH的一半，所以用

NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定草酸溶液，消耗NaOH的物質(zhì)的量是草酸的2倍就說明草

酸是二元酸。

【做題小幫手】有機(jī)物制取中的典型裝置

（1）反應(yīng)裝置

(2)蒸儲(chǔ)裝置

溫度計(jì)，冷凝管

牛角管

溫度計(jì)的

正確位置

量燒瓶hK/口弦

器

4.苯乙酸銅是合成優(yōu)良催化劑、傳感材料——納米氧化銅的重要前驅(qū)體之一。

下面是它的一種實(shí)驗(yàn)室合成路線：

^^-CH2CN+H20+H2s10°~130￡^^-CH2COOH+NH4HSO4

^^-CH2COOH+CU(OH)2------------?(^^-CH2COO)2CU+H2O

制備苯乙酸的裝置示意圖如下(加熱和夾持裝置等略)：

已知：苯乙酸的熔點(diǎn)為76.5℃,微溶于冷水，溶于乙醇?；卮鹣铝袉栴}：

(1)在250mL三口瓶a中加入70mL70%硫酸。配制此硫酸時(shí)，加入蒸儲(chǔ)水

與濃硫酸的先后順序是。

(2)將a中的溶液加熱至100℃,緩緩滴加40g苯乙睛到硫酸溶液中，然后

升溫至130°C繼續(xù)反應(yīng)。在裝置中，儀器b的作用是"義器c的名稱是，其

作用是。反應(yīng)結(jié)束后加適量冷水，再分離出苯乙酸粗品。加人冷水的目的是。

下列儀器中可用于分離苯乙酸粗品的是(填標(biāo)號(hào))。

A.分液漏斗B.漏斗C.燒杯D.直形冷凝管E.玻璃棒

(3)提純粗苯乙酸的方法是，最終得到44g純品，則苯乙酸的產(chǎn)率是。

（4）用CuCI2.2H2O和NaOH溶液制備適量Cu（OH）2沉淀，并多次用蒸儲(chǔ)

水洗滌沉淀，判斷沉淀洗干凈的實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象是。

（5）將苯乙酸加人到乙醇與水的混合溶劑中，充分溶解后，加入Cu（OH）2攪

拌30min,過濾，濾液靜置一段時(shí)間，析出苯乙酸銅晶體，混合溶劑中乙醇的

作用是。

【參考答案】（1）先加水，再加濃硫酸（1分）（2）滴加苯乙睛（1分）球

形冷凝管（1分）回流（或使氣化的反應(yīng)液冷凝）（1分）便于苯乙酸析出（2

分）BCE（全選對(duì)2分）（3）重結(jié)晶（1分）95%（1分）（4）取少量洗滌

液、加入稀硝酸、再加AgNO3溶液、無白色混濁出現(xiàn)（2分）（5）增大苯乙

酸溶解度，便于充分反應(yīng)（2分）

【解析】（1）濃娥溶于水會(huì)放出大量的熱，水的密度比濃娥的密度小，所以如果將水倒入濃硫酸中水會(huì)

浮在濃硫酸的上面而沸騰造成液商飛濺.故稀釋濃硫酸時(shí)，要把濃硫酸緩緩地沿器壁注入水中（即先加水，

再加濃硫酸）。（2）燒瓶內(nèi)盛放的是70瀛酸溶酒，儀器b是分滿局斗，所以分流漏斗的作用是向三口瓶中

滴加苯乙睛，以便反應(yīng)得以進(jìn)行；儀器c是球形冷凝管，起冷漠回流的作用（即使氣化的反應(yīng)液冷凝）；因

為苯乙酸微溶于冷水，反應(yīng)結(jié)束后加入適量的冷水的目的就是便于苯乙酸結(jié)晶析出，然后過濾即可得到苯

乙酸的粗產(chǎn)品。（3）苯乙酸含有的雜質(zhì)均可以溶于水，所以提純苯乙酸的方法是：將苯乙酸粗產(chǎn)品加入到熱

水中（溫度高于76.5七）進(jìn)行溶解，然后急劇的降溫（該方法稱為重結(jié)晶），解乙酸結(jié)晶析出，然后過濾

*f-VcHzCOOH百—

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