1、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(CHC-COOH)是一种重要的有机化工原料，沸点为103105 。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
2、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103105，制备
3、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103105，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：苯溴溴苯密度/gcm30.883.101.50沸点/8059156水中
4、溶解度微溶微溶微溶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
5、 D萃取（4）在该实验中，a的容积最适合的是_(填字母)。A25 mL B50 mLC250 mL D500 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Br2HBr，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)
6、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：CH3CH2OHCH2=CH2CH2=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：乙醇1，2-二溴乙烷乙醚状态无色液体无色
7、液体无色液体密度/g cm-307922071沸点785132346熔点/-1309-116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
8、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) CH3CH2OHCH2=CH2+H2O；2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3+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
9、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： 1,2-二溴乙烷熔点为9,在冰水中冷却
10、会使其凝固堵塞导管。一、有机实验题的全局思维流程图二、反应条件的控制1.试剂角度控制反应实验室中用无水乙醇和浓硫酸制取乙烯气体，乙醇与浓硫酸的体积比为13 时实验效果比较好，实验室里制取乙烯，首先乙醇跟浓硫酸作用 C2H5OHHOSO2OHC2H5OSO2HH2O生成硫酸氢乙酯，由于乙醇的酯化反应是可逆的，为了充分利用乙醇，使浓H2SO4保持较高的浓度，促使反应向酯化反应的方向进行，然后硫酸氢乙酯在160以上分解C2H5OSO2OHCH2=CH2H2SO4，生成乙烯和硫酸，因为冷的浓硫酸能与乙烯反应，生成新的物质，乙烯不能用浓硫酸来干燥，。若反应在140 生成乙醚C2H5OHC2H5OSO2O
11、HC2H5OC2H5H2SO4，消去反应和取代反应往往同时发生，只是温度不同，主次不同，因为浓H2SO4具有强氧化性，将部分乙醇氧化成碳、CO、CO2等，反应液的颜色由无色变为棕色，甚至黑褐色，而自身被还原为SO2，使制得的乙烯有刺激性气味。用电石制备乙炔气体，为了得到平缓的乙炔气流，一般用饱和食盐水代替水与电石反应制备乙炔气体，原因是，饱和食盐水比纯水“水的浓度”低，CaC2与H2O反应，一部分氯化钠析出，氯化钠附着于电石的表面能阻碍电石与水的接触，降低反应速率。苯的硝化反应正确的加入顺序是先加浓硝酸，再加浓硫酸，待温度冷却至室温时再加苯，水浴加热50至60。在乙酸乙酯的制备实验中，人教版教
12、科书是先加乙醇再加浓硫酸最后加乙酸，该加入顺序的理由是：第二步加入浓硫酸时放热，会使加快乙醇挥发，乙醇要稍过量，可以保证乙酸能最大程度的反应，提高乙酸乙酯的产率，由于乙醇价格比乙酸便宜，从降低成本的角度，采用此种加入顺序。例1：对硝基甲苯是医药、染料等工业的一种重要有机中间体，它常以浓硝酸为硝化剂，浓硫酸为催化剂，通过甲苯的硝化反应制备。一种新的制备对硝基甲苯的实验方法是：以发烟硝酸为硝化剂，固体NaHSO4为催化剂（可循环使用），在CCl4溶液中，加入乙酸酐（有脱水作用），45反应1h 。反应结束后，过滤，滤液分别用5% NaHCO3溶液、水洗至中性，再经分离提纯得到对硝基甲苯。（1）上述实
13、验中过滤的目的是 。（2）滤液在分液漏斗中洗涤静置后，有机层处于 层（填“上”或下”）；放液时，若发现液体流不下来，其可能原因除分液漏斗活塞堵塞外，还有 。（3）下列给出了催化剂种类及用量对甲苯硝化反应影响的实验结果。催化剂n（催化剂）n（甲苯）硝化产物中各种异构体质量分数(%)总产率（%）对硝基甲苯邻硝基甲苯间硝基甲苯浓H2SO41.035.660.24.298.01.236.559.54.099.8NaHSO40.1544.655.10.398.90.2546.352.80.999.90.3247.951.80.399.90.3645.254.20.699.9NaHSO4催化制备对硝基甲苯
14、时，催化剂与甲苯的最佳物质的量之比为 。由甲苯硝化得到的各种产物的含量可知，甲苯硝化反应的特点是 。与浓硫酸催化甲苯硝化相比，NaHSO4催化甲苯硝化的优点有 。【答案】（1）回收NaHSO4（2）下 分液漏斗上口塞子未打开（3）0.32 甲苯硝化主要得到对硝基甲苯和邻硝基甲苯在硝化产物中对硝基甲苯比例提高 催化剂用量少且能循环使用【解析】（1）NaHSO4在该反应中作为催化剂，化学性质和质量不变，反应后过滤为了回收NaHSO4；（2）CCl4的密度比水大，有机层在下层；分液漏斗里的液体放不下来，除了分液漏斗堵塞，还有可能是分液漏斗上口活塞未打开，导致漏斗内压强小于大气压；（3）根据题目数据，
15、当催化剂与甲苯的比例为0.32时，总产率最高且对硝基甲苯的含量最高；根据题目数据，无论以何种比例反应，产物中的主要成分主要是对硝基甲苯和邻硝基甲苯；用NaHSO4做催化剂的优点是在硝化物中对硝基甲苯的比例提高、同时催化剂能循环使用。例2：氧化白藜芦醇W具有抗病毒等作用。下面是利用Heck反应合成W的一种方法：不同条件对反应产率的影响见下表：实验碱溶剂催化剂产率/%1KOHDMFPd(OAc)222.32K2CO3DMFPd(OAc)210.53Et3NDMFPd(OAc)212.44六氢吡啶DMFPd(OAc)231.25六氢吡啶DMAPd(OAc)238.66六氢吡啶NMPPd(OAc)22
16、4.5上述实验探究了_和_对反应产率的影响。此外，还可以进一步探究_等对反应产率的影响。【答案】 不同碱 不同溶剂 不同催化剂（或温度等） 【解析】可以从表格中寻找溶剂一样的实验、碱一样的实验发现得出：实验1，2，3探究了不同碱对反应的影响；实验4，5，6探究了不同溶剂对反应的影响，最后只剩下不同催化剂对实验的影响。2.装置角度控制反应三颈圆底烧瓶：它有三个口，可以同时加入多种反应物，或是加冷凝管、或加温度计、或加搅拌器。恒压滴液漏斗：恒压滴液漏斗可以平衡漏斗中液面上下压强，使液体顺利流下，控制滴加液体的速率，从而控制反应速率。球形冷凝管：用于反应装置, 一般竖放使挥发的反应物在冷凝管中液化，
17、重新回流到反应装置，继续发生反应，使反应更充分彻底，四字概括冷凝回流，冷凝水要从下口进，上口出。直形冷凝管：用于蒸馏, 一般斜放用于蒸馏法分离物质。酯化反应冷凝回流装置d可更好地避免加热时醇、羧酸一起蒸出，提高原料利用率，分水器的作用是分离生成的水，使平衡向正反应方向移动，提高转化率，当加热回流到分水器中水位不再上升时，可以判断反应已基本完成。蒸馏时，控制馏出液的流出速率为12滴秒，该速率使温度计水银球始终被蒸气包围，能准确能集取馏分并使蒸馏平稳。烧瓶中装入液体的体积应为其容积的 1/3-2/3，蒸馏时需加入沸石防止暴沸，如加热后发现未加沸石，应先停止加热，然后补加，加热过程中补加，会引起剧烈
18、的暴沸，中途停止蒸馏再重新加热，原来的沸石已失效，必须重新补加沸石，碎瓷片也能起到防止暴沸的作用。例1：实验室制备苯乙酮的化学方程式为+。制备过程中还会发生CH3COOH+AlCl3CH3COOAlCl2+HCl等副反应。主要实验装置如图所示：主要实验步骤：()合成在三颈烧瓶中加入20 g无水氯化铝和30 mL无水苯。为避免反应液升温过快，边搅拌边慢慢滴加6 mL乙酸酐和10 mL无水苯的混合液，控制滴加速率，使反应液缓缓进入三颈烧瓶中。滴加完毕后加热回流1 h。()分离与提纯边搅拌边慢慢滴加一定量浓盐酸与冰水混合液，分离得到有机层；水层用苯萃取，分液；将所得有机层合并，洗涤、干燥、蒸去苯，得
19、到苯乙酮粗产品；蒸馏粗产品得到苯乙酮。回答下列问题：（1）仪器a的名称为_；装置b的作用为_。（2）合成过程中要求无水操作，理由是_。（3）若将乙酸酐和苯的混合液一次性倒入三颈烧瓶中，可能导致_ (填字母)。A反应太剧烈 B液体太多搅不动 C反应变缓慢 D副产物增多（4）分离与提纯操作中的目的是_。该操作中_(填“能”或“不能”)改用乙醇萃取，原因是_。（5）分液漏斗使用前须_并洗净备用。分离上下层液体时，应先_，然后打开活塞放出下层液体，上层液体从上口倒出。（6）粗产品蒸馏提纯时，下列装置中温度计位置正确的是_(填字母)，可能会导致收集到的产品中混有低沸点杂质的装置是_。【答案】干燥管 吸收
20、HCl气体 防止氯化铝水解、防止乙酸酐与水反应生成CH3COOH(只答氯化铝水解或乙酸酐与水反应也可) AD 把溶解在水中的苯乙酮提取出来以减少损失 不能 乙醇能与水以任意比例互溶 检漏 打开上口玻璃塞(或使玻璃塞上的凹槽对准漏斗口颈上的小孔) C AB 【解析】（1）仪器a为干燥管，装置b的作用是吸收反应过程中所产生的HCl气体；故答案为干燥管；吸收HCl气体。（2）合成过程中要求无水操作，若有水存在，则易发生AlCl33H2OAl(OH)33HCl、CH3COOCOCH2CH3H2O2CH3COOH，CH3COOH与苯不能生成苯乙酮；催化剂氯化铝遇水也会水解，降低催化能力，故答案为防止氯化
21、铝水解、防止乙酸酐与水反应生成CH3COOH(只答氯化铝水解或乙酸酐与水反应也可)。（3）A.由信息“为避免反应液升温过快，边搅拌边慢慢滴加6mL乙酸酐和10mL无水苯的混合液”知，反应物浓度大，反应速率快，导致反应太剧烈，A有可能；C不可能；B.最终将全部加入，不可能因为液体太多搅不动，B不可能；D.产生的CH3COOH浓度大，副产品增多，D有可能。故答案为AD。（4）水层用苯萃取并分液的目的是把溶解在水中的苯乙酮提取出来以减少损失。由于乙醇能与水混溶不分层，所以不能用酒精代替苯进行萃取操作；故答案为把溶解在水中的苯乙酮提取出来以减少损失；不能，乙醇能与水以任意比例互溶。（5）分液漏斗使用前
22、需进行检漏，振摇后分液漏斗中气压增大，要不断打开活塞进行放气操作，分液时，应该先打开上口玻璃塞（或使塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔），然后打开下面的活塞；上层液体从上口倒出，以免污染；故答案为检漏；打开上口玻璃塞(或使玻璃塞上的凹槽对准漏斗口颈上的小孔)。（6）粗产品蒸馏提纯时，温度计的水银球要放在蒸馏烧瓶支管口处，蒸馏时测蒸汽的温度，漏斗装置中的温度计位置正确的是C项，若温度计水银球放在支管口以下位置，会导致收集的产品中混有低沸点杂质；若温度计水银球放在支管口以上位置，会导致收集的产品中混有高沸点杂质；所以A、B项的装置容易导致低沸点杂质混入收集到的产品中，故答案为C；AB。3.操作角度控制反
23、应分液操作：检查分液漏斗是否漏液，萃取要振荡使液体充分接触，振荡并不断放气，减小压强防止液体冲出，将分液漏斗置于铁架台上静置分层，打开上口玻璃塞(或使塞上的凹 槽对准漏斗口上的小孔)，然后打开旋塞，放出下层液体，上层液体从上口倒出。水洗或盐溶液洗操作：借助溶解性原理，除去大量的易溶于水的无机物，静置，分液。进一步通过化学反应，除去相应的无机物杂质，静置，分液。加盐溶液的作用是降低有机物在水溶液中的溶解度，目的是除去上一步的无机试剂，静置，分液。干燥操作：有机物常用的干燥剂有无水CaCl2、无 水MgSO4、无水Na2SO4等。蒸馏操作：温度计的水银球要放于蒸馏烧瓶的支管口处，收集产物时，温度计
24、的温度应该与产物的沸点一 致；冷凝水要从下口进，上口出，从低的一端流入，高的那一端流出。只有样水才能充满整个冷凝管，冷却水从下口进上口出，与蒸气形成逆流，可以使已作冷却作用的温水从上口排出，以保证接触蒸气的水都是常温，以达到最佳的冷却效果，产物蒸馏出来收集在锥形瓶中。蒸馏时，要事先在蒸馏烧瓶中加沸石，以防止暴沸。重结晶操作：有机混合物中各组分在某种溶剂中的溶解度不同而使其相互分离。将不纯固体物质溶解于适当的热的溶剂中制成接近饱和的溶液，趁热过滤除去不溶性杂质，冷却滤液，使晶体自过饱和溶液中析出，而易溶性杂质仍留于母液，抽气过滤，将晶体从母液中分出，将热溶液在缓慢冷却，则可得到均匀而较大的晶体。
25、重结晶操的溶剂要求：不与被提纯物质起化学反应；在较高温度时能溶解多量的被提纯物质而在室温或更低温度时只能溶解很少量；对杂质的溶解度非常大或非常小，前一种情况杂质留于母液内，后一种情况趁热过滤时杂质被滤除。三、产率及纯度的计算在计算理论产量的时候，若有两种反应物，先判断反应物的过量问题，选择不足量的计算，同时注意单位的转化。1青蒿素，是烃的含氧衍生物，为无色针状晶体，易溶于丙酮、氯仿和苯中，在甲醇、乙醇、乙醚、石油醚中可溶解，在水中几乎不溶，熔点为156157，热稳定性差，青蒿素是高效的抗疟药已知：乙醚沸点为35从青蒿中提取青蒿素的方法之一是以萃取原理为基础的，主要有乙醚浸取法和汽油浸取法乙醚浸
26、取法的主要工艺为：请回答下列问题：（1）对青蒿进行干燥破碎的目的是_。（2）操作I需要的玻璃仪器主要有：烧杯、_，操作的名称是_。（3）操作的主要过程可能是_(填字母)。A加水溶解，蒸发浓缩、冷却结晶B加95%的乙醇，浓缩、结晶、过滤C加入乙醚进行萃取分液（4）用下列实验装置测定青蒿素分子式的方法如下：将28.2g青蒿素样品放在硬质玻璃管C中，缓缓通入空气数分钟后，再充分燃烧，精确测定装置E和F实验前后的质量，根据所测数据计算。装置E中盛放的物质是_，装置F中盛放的物质是_。该实验装置可能会产生误差，造成测定含氧量偏低，改进方法是_。用合理改进后的装置进行试验，称得：装置实验前/g实验后/gE
27、22.642.4F80.2146.2则测得青蒿素的最简式是_。（5）某学生对青蒿素的性质进行探究。将青蒿素加入含有NaOH、酚酞的水溶液中，青蒿素的溶解量较小，加热并搅拌，青蒿素的溶解量增大，且溶液红色变浅，说明青蒿素与_(填字母)具有相同的性质。A乙醇B乙酸C乙酸乙酯D葡萄糖（6）某科研小组经多次提取青蒿素实验认为用石油醚做溶剂较为适宜，实验中通过控制其他实验条件不变，来研究原料的粒度、提取时间和提取温度对青蒿素提取速率的影响，其结果如图所示：由下图可知控制其他实验条件不变，采用的最佳粒度、时间和温度为_。A80目、100分钟、50 B60目、120分钟、50 C60目、120分钟、55【答
28、案】 增大青蒿素与乙醚的接触面积，提高浸取率 漏斗和玻璃棒 蒸馏 B 氯化钙或五氧化二磷 碱石灰 在F后连接一个装有碱石灰的干燥管或U形管 C15H22O5 C B【解析】根据乙醚浸取法的流程可知，对青蒿进行干燥破碎，可以增大青蒿与乙醚的接触面积，提高青蒿素的浸取率，用乙醚对青蒿素进行浸取后，过滤，可得滤液和滤渣，提取液经过蒸馏后可得青蒿素的粗品，对粗品加95%的乙醇，浓缩、结晶、过滤可得精品。(1)根据乙醚浸取法的流程可知，对青蒿进行干燥破碎，可以增大青蒿与乙醚的接触面积，提高青蒿素的浸取率，故答案为：增大青蒿与乙醚的接触面积，提高青蒿素的浸取率；(2)根据上面的分析可知，操作I为过滤，需要的玻璃仪器主要有：烧杯、漏斗、玻璃棒，操作的名称是蒸馏，故答案为：漏斗、玻璃棒；蒸馏；(3)根据上面的分析可知，装置A中盛放的物质是NaOH溶液，粗品中加95%的乙醇，浓缩、结晶、过滤可得精品，故选B；(4)为了能准确测量青蒿素燃烧生成的CO2和H2O，实验前应通过装置A中装有的NaOH溶液除去CO2和H2O的空气，排除装置内的空气，防止干扰实验，E和F一个吸收生成的H2O，一个吸收生成的CO2，应先吸水后再吸收CO2，所以E内装的CaCl2或P2O5，而F中为碱石灰，而在F后应再
