2020年高考化学实验突破专题09 有机化学实验(解析版)

专题09有机化学实验

类型一：以酯化反应为命题素材

例1：

（2019年江苏卷21B选做题）丙炔酸甲酯(CH≡C-COOH)是一种重要的有机化工原料，沸点为103~105 ℃。实验室制备少量丙炔酸甲酯的反应为:

实验步骤如下:

步骤1:在反应瓶中，加入14g丙炔酸、50mL甲醇和2mL浓硫酸，搅拌，加热回流一段时间。

步骤2:蒸出过量的甲醇(装置见下图)。

步骤3:反应液冷却后，依次用饱和NaCl溶液、5%Na2CO3溶液、水洗涤。分离出有机相。

步骤4:有机相经无水Na2SO4干燥、过滤、蒸馏，得丙炔酸甲酯。

(1)步骤1中，加入过量甲醇的目的是。

(2)步骤2中，上图所示的装置中仪器A的名称是；蒸馏烧瓶中加入碎瓷片的目的是。

(3)步骤3中，用5%Na2CO3溶液洗涤，主要除去的物质是；分离出有机相的操作名称为。

(4)步骤4中，蒸馏时不能用水浴加热的原因是。

【答案】作为溶剂、提高丙炔酸的转化率(直形)冷凝管防止暴沸丙炔酸分液丙炔酸甲酯的沸点比水的高

【解析】（1）一般来说，酯化反应为可逆反应，加入过量的甲醇，提高丙炔酸的转化率，丙炔酸溶解于甲醇，甲醇还作为反应的溶剂；

（2）根据装置图，仪器A为直形冷凝管；加热液体时，为防止液体暴沸，需要加入碎瓷片或沸石，因此本

题中加入碎瓷片的目的是防止液体暴沸；

（3）丙炔酸甲酯的沸点为103℃~105℃，制备丙炔酸甲酯采用水浴加热，因此反应液中除含有丙炔酸甲酯外，还含有丙炔酸、硫酸；通过饱和NaCl溶液可吸收硫酸；5%的Na2CO3溶液的作用是除去丙炔酸，降低丙炔酸甲酯在水中的溶解度，使之析出；水洗除去NaCl、Na2CO3，然后通过分液的方法得到丙炔酸甲酯；（4）水浴加热提供最高温度为100℃，而丙炔酸甲酯的沸点为103℃~105℃，采用水浴加热，不能达到丙炔酸甲酯的沸点，不能将丙炔酸甲酯蒸出，因此蒸馏时不能用水浴加热。

类型二：以溴苯制备为命题素材

例2：（2012年全国℃卷）溴苯是一种化工原料，实验室合成溴苯的装置示意图及有关数据如下：

按下列合成步骤回答问题：

（1）在a中加入15 mL无水苯和少量铁屑。在b中小心加入4.0 mL液态溴。向a中滴入几滴溴，有白色烟雾产生，是因为生成了________气体；继续滴加至液溴滴完；装置d的作用是________________。

（2）液溴滴完后，经过下列步骤分离提纯：

℃向a中加入10 mL水，然后过滤除去未反应的铁屑；

℃滤液依次用10 mL水、8 mL 10%的NaOH溶液、10 mL水洗涤。NaOH溶液洗涤的作用是

_______________________________________________________；

℃向分出的粗溴苯中加入少量的无水氯化钙，静置、过滤。加入氯化钙的目的是

____________________________________________ 。

（3）经以上分离操作后，粗溴苯中还含有的主要杂质为______，要进一步提纯，下列操作中可行的是

________(填字母)。

A．重结晶B．过滤

C．蒸馏D．萃取

（4）在该实验中，a的容积最适合的是________(填字母)。

A．25 mL B．50 mL

C．250 mL D．500 mL

【答案】HBr 吸收HBr和Br2除去HBr和未反应的Br2干燥苯 C B

【解析】(1)铁屑作催化剂，a中发生的反应为＋Br2＋HBr，HBr气体遇水蒸气会产生白雾。装置d的作用是进行尾气处理，吸收HBr和挥发出的溴蒸气。(2)℃未反应的Br2易溶于溴苯中，成为杂质；Br2在水中的溶解度较小，但能与NaOH溶液反应；又反应生成的HBr极易溶于水，溴苯表面会附着有氢溴酸，故NaOH溶液洗涤的作用是除去HBr和未反应的Br2。℃分出的粗溴苯中混有水分，加入少量氯化钙可以除去水分。(3)苯与溴苯互溶，上述分离操作中没有除去苯的试剂，所以经过上述操作后，溴苯中的主要杂质是苯。根据苯与溴苯的沸点有较大差异，用蒸馏的方法可以将二者分离。(4)4.0 mL液溴全部加入a容器中，则a容器中液体的体积约为19 mL，考虑到反应时液体可能会沸腾，液体体积不能超过容器的，故选择50 mL容器为宜。

类型三：以乙烯和卤代烃制备为命题素材

例3：（2012年海南化学试题）实验室制备1，2-二溴乙烷的反应原理如下：

CH3CH2OH CH2=CH2

CH 2=CH2+Br2BrCH2CH2Br

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：

(1)在此制备实验中，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_____________

(2)在装置C中应加入_______(填字母)，其目的是吸收反应中可能生成的酸性气体。

a．水b．浓硫酸c．氢氧化钠溶液d．酸性高锰酸钾溶液

(3)判断该制备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”或“下”)。

(5)若产物中有少量未反应的Br2，最好用__________(填字母)洗涤除去

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：__________________________________________

【答案】减少副产物乙醚的产生 c 溴的颜色完全褪去下 b 蒸馏防止溴挥发用

冰水冷却会使产品凝固堵塞导管

【解析】(1) CH3CH2OH CH2=CH2 +H2O；2CH3CH2OH CH3CH2OCH2CH3+H2O 所以在此制备实验中，要尽可能迅速地把反应温度提高到170℃左右，减少副产物乙醚的产生。

(2) 浓硫酸具有强氧化性，可将乙醇氧化成二氧化碳，自身被还原为二氧化硫，这两种气体均可用氢氧化

钠溶液除去。

(3) 1,2-二溴乙烷为无色液体，而溴为有色且易挥发的液体，所以d中溴颜色完全褪去即可说明反应已经结束。

（4）1，2-二溴乙烷与水不互溶，且密度比水大，所以分液时在下层。

(5) ℃Br2在二溴乙烷中的溶解度大于水，用水不能除去Br2，故不选a；℃可发生反应：2NaOH+ Br2=NaBr+ NaBrO+H2O，再分液即可除去Br2，故选b；℃碘化钠与Br2反应生成的I2，易溶于1,2-二溴乙烷，故不选c；℃乙醇与1,2-二溴乙烷互溶，不能除去Br2，故不选d。

(6) 因为乙醚的沸点比1,2-二溴乙烷的低很多，所以可用蒸馏的方法除去产物中少量副产物乙醚。(7) 装置D中盛有液溴，沸点低易挥发，所以反应过程中应用冷水冷却，但又不能过度冷却，原因是：1,2-二溴乙