課下鞏固精練卷(五十五)物質(zhì)制備類綜合實(shí)驗(yàn)1．(2024·黑、吉、遼高考)某實(shí)驗(yàn)小組為實(shí)現(xiàn)乙酸乙酯的綠色制備及反應(yīng)過程可視化，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案如下：Ⅰ.向50mL燒瓶中分別加入5.7mL乙酸(100mmol)、8.8mL乙醇(150mmol)、1.4gNaHSO4固體及4～6滴1%甲基紫的乙醇溶液。向小孔冷凝柱中裝入變色硅膠。Ⅱ.加熱回流50min后，反應(yīng)液由藍(lán)色變?yōu)樽仙?，變色硅膠由藍(lán)色變?yōu)榉奂t色，停止加熱。Ⅲ.冷卻后，向燒瓶中緩慢加入飽和Na2CO3溶液至無CO2逸出，分離出有機(jī)相。Ⅳ.洗滌有機(jī)相后，加入無水MgSO4，過濾。Ⅴ.蒸餾濾液，收集73～78℃餾分，得無色液體6.60g，色譜檢測純度為98.0%?；卮鹣铝袉栴}：(1)NaHSO4在反應(yīng)中起________作用，用其代替濃H2SO4的優(yōu)點(diǎn)是________________________________________________________________________________________________________________________________________________(答出一條即可)。(2)甲基紫和變色硅膠的顏色變化均可指示反應(yīng)進(jìn)程。變色硅膠吸水，除指示反應(yīng)進(jìn)程外，還可________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)使用小孔冷凝柱承載，而不向反應(yīng)液中直接加入變色硅膠的優(yōu)點(diǎn)是__________(填字母)。A．無需分離B．增大該反應(yīng)平衡常數(shù)C．起到沸石作用，防止暴沸D．不影響甲基紫指示反應(yīng)進(jìn)程(4)下列儀器中，分離有機(jī)相和洗滌有機(jī)相時(shí)均需使用的是________(填名稱)。(5)該實(shí)驗(yàn)乙酸乙酯的產(chǎn)率為________(精確至0.1%)。(6)若改用C2Heq\o\al(\s\up1(18),\s\do1(5))OH作為反應(yīng)物進(jìn)行反應(yīng)，質(zhì)譜檢測目標(biāo)產(chǎn)物分子離子峰的質(zhì)荷比數(shù)值應(yīng)為______(精確至1)。解析：(3)變色硅膠在小孔板上方，無需分離，A項(xiàng)正確；平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；變色硅膠沒有加入溶液中，不能防止暴沸，C項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)反應(yīng)液由藍(lán)色變?yōu)樽仙?、變色硅膠由藍(lán)色變?yōu)榉奂t色，知變色硅膠與甲基紫不接觸才不影響甲基紫指示反應(yīng)進(jìn)程，D項(xiàng)正確。(4)分離和洗滌有機(jī)相均需用到的儀器為分液漏斗。(5)由于乙醇過量，故根據(jù)乙酸的量計(jì)算乙酸乙酯的理論產(chǎn)量為100×10－3mol×88g·mol－1＝8.8g，則乙酸乙酯的產(chǎn)率為eq\f(6.60g×98.0%,8.8g)×100%＝73.5%。(6)若改用C2Heq\o\al(\s\up1(18),\s\do1(5))OH作為反應(yīng)物進(jìn)行反應(yīng)，根據(jù)“酸脫羥基醇脫氫”知，生成的乙酸乙酯為CH3CO18OC2H5，其相對分子質(zhì)量為90，則質(zhì)譜檢測目標(biāo)產(chǎn)物分子離子峰的質(zhì)荷比數(shù)值為90。答案：(1)催化NaHSO4無腐蝕性，操作安全；副產(chǎn)物少，無有毒氣體SO2產(chǎn)生(答出一條即可)(2)促使反應(yīng)正向進(jìn)行，提高乙酸乙酯的產(chǎn)率(3)AD(4)分液漏斗(5)73.5%(6)902．(2023·全國卷甲)鈷配合物[Co(NH3)6]Cl3溶于熱水，在冷水中微溶，可通過如下反應(yīng)制備：2CoCl2＋2NH4Cl＋10NH3＋H2O2eq\o(→,\s\up7(活性炭))2[Co(NH3)6]Cl3＋2H2O具體步驟如下：Ⅰ.稱取2.0gNH4Cl，用5mL水溶解。Ⅱ.分批加入3.0gCoCl2·6H2O后，將溶液溫度降至10℃以下，加入1g活性炭、7mL濃氨水，攪拌下逐滴加入10mL6%的雙氧水。Ⅲ.加熱至55～60℃反應(yīng)20min。冷卻，過濾。Ⅳ.將濾得的固體轉(zhuǎn)入含有少量鹽酸的25mL沸水中，趁熱過濾。Ⅴ.濾液轉(zhuǎn)入燒杯，加入4mL濃鹽酸，冷卻、過濾、干燥，得到橙黃色晶體?；卮鹣铝袉栴}：(1)步驟Ⅰ中使用的部分儀器如下。儀器a的名稱是________。加快NH4Cl溶解的操作有________________________________________________________________________。(2)步驟Ⅱ中，將溫度降至10℃以下以避免________________、________________；可選用________降低溶液溫度。(3)指出下列過濾操作中不規(guī)范之處：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)步驟Ⅳ中，趁熱過濾，除掉的不溶物主要為__________。(5)步驟Ⅴ中加入濃鹽酸的目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(4)該反應(yīng)中活性炭作催化劑(反應(yīng)前后不變)，[Co(NH3)6]Cl3在冷水中微溶，則步驟Ⅲ過濾得到的固體為[Co(NH3)6]Cl3和活性炭的混合物，步驟Ⅳ中[Co(NH3)6]Cl3溶于含有少量鹽酸的沸水中，趁熱過濾得到的固體為活性炭。(5)根據(jù)同離子效應(yīng)可知，向?yàn)V液中加入濃鹽酸，可以增大Cl－濃度，能抑制[Co(NH3)6]Cl3溶解，利于析出橙黃色晶體。答案：(1)錐形瓶用玻璃棒攪拌、用酒精燈加熱(2)H2O2受熱分解濃氨水分解和揮發(fā)冰水浴(3)玻璃棒末端沒有靠在三層濾紙?zhí)帯⒙┒废露思庾觳糠譀]有緊貼燒杯內(nèi)壁(4)活性炭(5)利用同離子效應(yīng)，促進(jìn)[Co(NH3)6]Cl3結(jié)晶析出3．(2023·遼寧高考)2-噻吩乙醇(Mr＝128)是抗血栓藥物氯吡格雷的重要中間體，其制備方法如下：Ⅰ.制鈉砂。向燒瓶中加入300mL液體A和4.60g金屬鈉，加熱至鈉熔化后，蓋緊塞子，振蕩至大量微小鈉珠出現(xiàn)。Ⅱ.制噻吩鈉。降溫至10℃，加入25mL噻吩，反應(yīng)至鈉砂消失。Ⅲ.制噻吩乙醇鈉。降溫至－10℃，加入稍過量的環(huán)氧乙烷的四氫呋喃溶液，反應(yīng)30min。Ⅳ.水解?；謴?fù)室溫，加入70mL水，攪拌30min；加鹽酸調(diào)pH至4～6，繼續(xù)反應(yīng)2h，分液；用水洗滌有機(jī)相，二次分液。Ⅴ.分離。向有機(jī)相中加入無水MgSO4，靜置，過濾，對濾液進(jìn)行蒸餾，蒸出四氫呋喃、噻吩和液體A后，得到產(chǎn)品17.92g。回答下列問題：(1)步驟Ⅰ中液體A可以選擇________(填字母)。a．乙醇b．水c．甲苯d．液氨(2)噻吩沸點(diǎn)低于吡咯()的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)步驟Ⅱ的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)步驟Ⅲ中反應(yīng)放熱，為防止溫度過高引發(fā)副反應(yīng)，加入環(huán)氧乙烷溶液的方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)步驟Ⅳ中用鹽酸調(diào)節(jié)pH的目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(6)下列儀器在步驟Ⅴ中無需使用的是____________________(填名稱)；無水MgSO4的作用為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(7)產(chǎn)品的產(chǎn)率為________(用Na計(jì)算，精確至0.1%)。解析：(1)該實(shí)驗(yàn)條件下，乙醇、水、液氨均會(huì)與Na反應(yīng)，而步驟Ⅰ的目的是熔化鈉，故液體A應(yīng)選甲苯。(6)步驟Ⅴ涉及的操作有過濾、蒸餾，過濾需用到漏斗、玻璃棒、燒杯，蒸餾裝置(夾持、加熱儀器略去)需要蒸餾燒瓶、溫度計(jì)、直形冷凝管、牛角管、錐形瓶，故無需使用的是球形冷凝管、分液漏斗。無水MgSO4的作用為作吸水劑，除去產(chǎn)品中的水分。(7)由反應(yīng)關(guān)系可知：1mol鈉～1mol2-噻吩乙醇，4.60gNa是0.2mol，則理論產(chǎn)量為0.2mol×128g·mol－1＝25.6g，實(shí)際產(chǎn)量為17.92g，故產(chǎn)品的產(chǎn)率為eq\f(17.92g,25.6g)×100%＝70.0%。答案：(1)c(2)吡咯分子中含有—NH—，分子間可形成氫鍵(3)2＋2Na→2＋H2↑(4)少量、多次加入并邊加邊攪拌(5)與2-噻吩乙醇鈉水解產(chǎn)生的OH－反應(yīng)，使水解更徹底，得到更多的2-噻吩乙醇(6)球形冷凝管、分液漏斗吸收水分(7)70.0%4．(2023·新課標(biāo)卷)實(shí)驗(yàn)室由安息香制備二苯乙二酮的反應(yīng)式如下：相關(guān)信息列表如下：物質(zhì)性狀熔點(diǎn)/℃沸點(diǎn)/℃溶解性安息香白色固體133344難溶于冷水，溶于熱水、乙醇、乙酸二苯乙二酮淡黃色固體95347不溶于水，溶于乙醇、苯、乙酸冰乙酸無色液體17118與水、乙醇互溶裝置示意圖如圖所示，實(shí)驗(yàn)步驟為：①在圓底燒瓶中加入10mL冰乙酸、5mL水及9.0gFeCl3·6H2O，邊攪拌邊加熱，至固體全部溶解。②停止加熱，待沸騰平息后加入2.0g安息香，加熱回流45～60min。③加入50mL水，煮沸后冷卻，有黃色固體析出。④過濾，并用冷水洗滌固體3次，得到粗品。⑤粗品用75%的乙醇重結(jié)晶，干燥后得淡黃色結(jié)晶1.6g?；卮鹣铝袉栴}：(1)儀器A中應(yīng)加入________(填“水”或“油”)作為熱傳導(dǎo)介質(zhì)。(2)儀器B的名稱是__________________；冷卻水應(yīng)從________(填“a”或“b”)口通入。(3)實(shí)驗(yàn)步驟②中，安息香必須待沸騰平息后方可加入，其主要目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)在本實(shí)驗(yàn)中，F(xiàn)eCl3為氧化劑且過量，其還原產(chǎn)物為________；某同學(xué)嘗試改進(jìn)本實(shí)驗(yàn)：采用催化量的FeCl3并通入空氣制備二苯乙二酮。該方案是否可行？簡述判斷理由：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)本實(shí)驗(yàn)步驟①～③在乙酸體系中進(jìn)行，乙酸除作溶劑外，另一主要作用是防止________________________________________________________________________。(6)若粗品中混有少量未氧化的安息香，可用少量________(填字母)洗滌的方法除去。若要得到更高純度的產(chǎn)品，可用重結(jié)晶的方法進(jìn)一步提純。a.熱水b．乙酸c．冷水d．乙醇(7)本實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)率最接近于________(填字母)。a.85%b．80%c．75%d．70%解析：(1)水浴加熱的溫度范圍為0～100℃，油浴加熱的溫度范圍為100～260℃，安息香的熔點(diǎn)為133℃，故采用油浴加熱。(2)儀器B的名稱為球形冷凝管，冷卻水應(yīng)從下口進(jìn)上口出。(3)在液體沸騰時(shí)加入固體會(huì)引起暴沸，由安息香熔點(diǎn)可知其室溫下為固體，故待沸騰平息后加入安息香，目的是防止沸騰時(shí)加入安息香固體引起暴沸。(4)FeCl3作氧化劑，安息香和FeCl3反應(yīng)生成二苯乙二酮，F(xiàn)eCl3被還原為FeCl2。(5)FeCl3易水解，乙酸還可以防止Fe3＋水解。(6)安息香難溶于冷水，溶于熱水、乙醇、乙酸，二苯乙二酮不溶于水，溶于乙醇、乙酸，因此粗品中少量的安息香可用少量熱水洗滌的方法除去。(7)該實(shí)驗(yàn)的理論產(chǎn)量為2.0g×eq\f(210,212)≈2g，實(shí)際產(chǎn)量是1.6g，產(chǎn)率＝eq\f(1.6,2)×100%＝80%，因此本實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)率最接近于80%。答案：(1)油(2)球形冷凝管a(3)防止沸騰時(shí)加入安息香固體引起暴沸(4)FeCl2可行，空氣可以將還原產(chǎn)物FeCl2又氧化為FeCl3，F(xiàn)eCl3可循環(huán)參與反應(yīng)，且空氣中的氧氣也可以將醇羥基氧化成酮羰基(5)FeCl3水解(6)a(7)b5．(2019·天津高考)環(huán)己烯是重要的化工原料。其實(shí)驗(yàn)室制備流程如下：回答下列問題：Ⅰ.環(huán)己烯的制備與提純(1)原料環(huán)己醇中若含苯酚雜質(zhì)，檢驗(yàn)試劑為______，現(xiàn)象為________________________________________________________________________。(2)操作1的裝置如圖所示(加熱和夾持裝置已略去)。①燒瓶A中進(jìn)行的可逆反應(yīng)化學(xué)方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________，濃硫酸也可作該反應(yīng)的催化劑，選擇FeCl3·6H2O而不用濃硫酸的原因?yàn)開_____(填字母)。a.濃硫酸易使原料炭化并產(chǎn)生SO2b.FeCl3·6H2O污染小、可循環(huán)使用，符合綠色化學(xué)理念c.同等條件下，用FeCl3·6H2O比濃硫酸的平衡轉(zhuǎn)化率高②儀器B的作用為________________________________________________________________________。(3)操作2用到的玻璃儀器是________________________________________________________________________(4)將操作3(蒸餾)的步驟補(bǔ)齊：安裝蒸餾裝置，加入待蒸餾的物質(zhì)和沸石，______________，棄去前餾分，收集83℃的餾分。Ⅱ.環(huán)己烯含量的測定在一定條件下，向ag環(huán)己烯樣品中加入定量制得的bmolBr2，與環(huán)己烯充分反應(yīng)后，剩余的Br2與足量KI作用生成I2，用cmol·L－1的Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，終點(diǎn)時(shí)消耗Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液vmL(以上數(shù)據(jù)均已扣除干擾因素)。測定過程中，發(fā)生的反應(yīng)如下：①②Br2＋2KI=I2＋2KBr③I2＋2Na2S2O3=2NaI＋Na2S4O6(5)滴定所用指示劑為____________