高中化学定量研究的方法试题

B．【实验化学】塑化剂DBP（邻苯二甲酸二丁酯）主要应用于PVC等合成材料中作软化剂。
合成反应原理为：

实验步骤如下：
步骤1 在三口烧瓶中放入14．8g邻苯二甲酸酐、25mL正丁醇、4滴浓硫酸，开动搅拌器（反应装置如图）。

步骤2 缓缓加热至邻苯二甲酸酐固体消失，升温至沸腾。
步骤3 等酯化到一定程度时，升温至150℃
步骤4 冷却，倒入分漏斗中，用饱和食盐水和5%碳酸钠洗涤。
步骤5 减压蒸馏，收集200~210℃2666Pa馏分，即得DBP产品
（1）搅拌器的作用           。
（2）图中仪器a名称及作用是          ；步骤3中确定有大量酯生成的依据是        。
（3）用饱和食盐水代替水洗涤的好处是         。
（4）碳酸钠溶液洗涤的目的是        。
（5）用减压蒸馏的目的是        。

乙烯是来自石油的重要有机化工原料，其产量通常用来衡量一个国家的石油化工发展水平。结合以下路线回答：

已知：
（1）反应II的化学方程式是              。
（2）D为高分子化合物，可以用来制造多种包装材料，其结构简式是              。
（3）E是有香味的物质，在实验室用下图装置制取。

①反应IV的化学方程式是        ，该反应类型为        。
②该装置图中有一个明显的错误是                      。
（4）为了证明浓硫酸在反应IV中起到了催化剂和吸水剂的作用，某同学利用上图改进后装置进行了以下4个实验。实验开始先用酒精灯微热3min，再加热使之微微沸腾3min。实验结束后充分振荡小试管乙再测有机层的厚度，实验记录如下：

实验编号	试管甲中试剂	试管乙中试剂	有机层的厚度/cm
A	2 mL乙醇、1 mL乙酸、 1mL18mol·L^－1浓硫酸	饱和Na2CO3溶液	3.0
B	2 mL乙醇、1 mL乙酸	0.1
C	2 mL乙醇、1 mL乙酸、 3 mL 2mol·L^－1 H2SO4	0.6
D	2 mL乙醇、1 mL乙酸、盐酸	0.6

 
①实验D的目的是与实验C相对照，证明H⁺对酯化反应具有催化作用。实验D中应加入盐酸的体积和浓度分别是3mL和         mol·L^－1。
②分析实验                （填实验编号）的数据，可以推测出浓H₂SO₄的吸水性提高了乙酸乙酯的产率。

某兴趣小组在实验室用加热乙醇、浓H₂SO₄、溴化钠和少量水的混合物来制备溴乙烷，检验反应的部分副产物，并探究溴乙烷的性质。

（一）溴乙烷的制备及产物的检验：设计了如上图装置，其中夹持仪器、加热仪器及冷却水管没有画出。请根据实验步骤，回答下列问题：
（1）仪器A的名称是         
（2）制备操作中，加入的少量的水，其目的是        。（填字母）
a．减少副产物烯和醚的生成       b．减少Br₂的生成
c．减少HBr的挥发               d．水是反应的催化剂
（3）加热片刻后，A中的混合物出现橙红色，该橙红色物质可能是____________
（4）理论上，上述反应的副产物还可能有：乙醚（CH₃CH₂－O－CH₂CH₃）、乙烯、溴化氢等
① 检验副产物中是否含有溴化氢：熄灭酒精灯，在竖直冷凝管上方塞上塞子、打开a，利用余热继续反应直至冷却，通过B、C装置检验。B、C中应盛放的试剂分别是       、         
② 检验副产物中是否含有乙醚：通过红外光谱仪鉴定所得产物中含有“－CH₂CH₃”基团，来确定副产物中存在乙醚。请你对该同学的观点进行评价：             
（5）欲除去溴乙烷中的少量杂质Br₂，下列物质中最适合的是         。（填字母）
a．NaI        b．NaOH          c．NaHSO₃         d．KCl
（二）溴乙烷性质的探究：
用如图实验装置(铁架台、酒精灯略) 验证溴乙烷的性质：

Ⅰ：在试管中加入10 mL6mol/L NaOH溶液和2 mL 溴乙烷，振荡。
II：将试管如图固定后，水浴加热。

(1)观察到___________现象时，表明溴乙烷与NaOH溶液已完全反应。
(2)为证明溴乙烷在NaOH乙醇溶液中发生的是消去反应，将生成的气体通入如图装置。A试管中的水的作用是                              ，若无A试管，B试管中的试剂应为             。

有机物A常用于食品行业。已知9.0 g A在足量O₂中充分燃烧，将生成的混合气体依次通过足量的浓硫酸和碱石灰，分别增重5.4 g和13.2 g，经检验剩余气体为O₂。
（1）A分子的质谱图如下图所示，从图中可知其相对分子质量是         ，则A的分子式是____________；

（2）A能与NaHCO₃溶液发生反应，A一定含有的官能团是             ；
（3）A分子的核磁共振氢谱有4个吸收峰，峰面积之比是1：1：1：3，则A的结构简式是________________________；
（4）请写出官能团与A相同的同分异构体的结构简式                。

乙酸正丁酯是一种重要化工原料，某实验小组利用图1、图2装置合成乙酸正丁酯（夹持装置已略去），发生的化学反应为：

可能用到的有关数据见下表：

实验步骤如下：
①在图1的圆底烧瓶中，装入7.Og正丁醇和7.Og冰醋酸，再加入3-4滴浓硫酸。
②如图1所示，安装分水器和回流冷凝管。加热圆底烧瓶，待反应基本完成后，停止加誊
③冷却后将分水器中分出的酯层和圆底烧瓶中的反应液一起倒入分液漏斗中。先后用水、10%碳酸钠溶液洗涤。分离得到的酯层再用水洗涤后倒入锥形瓶中，加无水硫酸镁干燥。
④将干燥后的酯层倒入图2的蒸馏烧瓶中，加热蒸馏。收集124℃-126℃的馏分，称得质量为7.0g。
回答下列问题：
（1）图2冷凝管中冷水从____口流入（用字母表示）；仪器d的名称是____。
（2）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。
（3）实验中产生的副产物的结构简式为____（任写一种）。用10%碳酸钠溶液洗涤的主要目的是____。
（4）实验中图1圆底烧瓶c的容积最适合的是____（选填字母）。

A．25mL

B．50mL

C．250mL

D．500mL

（5）分水器中预先加水至略低于支管口。在加热过程中，除去生成水的操作是____：判断反应基本完成的标志是____。
（6）实验中，乙酸正丁酯的产率为____%。

塑化剂DBP（邻苯二甲酸二丁酯）主要应用于PVC等合成材料中作软化剂。
合成反应原理为：

实验步骤如下：
步骤1：在三口烧瓶中放入14.8g邻苯二甲酸酐、25mL正丁醇、4滴浓硫酸，开动搅拌器（反应装置如图）。

步骤2：缓缓加热至邻苯二甲酸酐固体消失，升温至沸腾。
步骤3：等酯化到一定程度时，升温至150℃
步骤4：冷却，倒入分漏斗中，用饱和食盐水和5%碳酸钠洗涤。
步骤5：减压蒸馏，收集200~210℃2666Pa馏分，即得DBP产品
（1）搅拌器的作用          。
（2）图中仪器a名称及作用是         ；步骤3中确定有大量酯生成的依据是       。
（3）用饱和食盐水代替水洗涤的好处是        。
（4）碳酸钠溶液洗涤的目的是       。
（5）用减压蒸馏的目的是       。

已知某种燃料含有碳、氢、氧三种元素。为了测定这种燃料中碳和氢两种元素的质量比，可将气态燃料放入足量的O₂中燃烧，并将产生的气体全部通过图示装置，得到如表所列的实验数据(产生的气体完全被吸收)。

	实验前	实验后
(干燥剂＋U形管)的质量	101.1g	102.9g
(澄清石灰水＋广口瓶)的质量	312.0g	314.2g

根据实验数据填空：
（1）实验完毕后，生成物中水的质量为____g，假设广口瓶里生成一种正盐，其质量为______g。
（2）生成的水中氢元素的质量为________g。
（3）生成的CO₂中碳元素的质量为________g。
（4）该燃料中碳、氢元素质量比为________．

苯乙酸铜是合成优良催化剂、传感材料——纳米氧化铜的重要前驱体之一。下面是它的一种实验室合成路线：

制备苯乙酸的装置示意图如下(加热和夹持装置等略)：

已知：苯乙酸的熔点为76.5 ℃，微溶于冷水，溶于乙醇。回答下列问题：
（1）在250 mL三口瓶a中加入70 mL70%硫酸。配制此硫酸时，加入蒸馏水与浓硫酸的先后顺序是                          。
（2）将a中的溶液加热至100 ℃，从b中缓缓滴加40 g苯乙腈（）到硫酸溶液中，然后升温至130 ℃继续反应。仪器c的名称是            ，反应结束后加适量冷水，再分离出苯乙酸（）粗品。加人冷水的目的是               。下列仪器中可用于分离苯乙酸粗品的是       (填标号)。
A 分液漏斗 B漏斗 C烧杯 D．直形冷凝管  E．玻璃棒
（3）提纯粗苯乙酸的方法是                       ，最终得到44 g纯品，则苯乙酸（）的产率是        。
（4）用CuCl₂    • 2H₂O和NaOH溶液制备适量Cu(OH)₂沉淀，并多次用蒸馏水洗涤沉淀，判断沉淀洗干净的实验操作和现象是                                     。
（5）将苯乙酸加入到乙醇与水的混合溶剂中，充分溶解后，加入Cu(OH)₂搅拌30min，过滤，滤液静置一段时间，析出苯乙酸铜晶体，混合溶剂中乙醇的作用是             。

两种气态烃组成的混合气体0.1 mol，完全燃烧得0.15 mol CO₂和3.6 g H₂O，下列关于该混合气体的说法正确的是

A．一定有乙烯

B．一定没有乙烯

C．一定有乙烷

D．一定有甲烷

下图是实验室用乙醇与浓硫酸和溴化钠反应来制备溴乙烷的装置，反应需要加热，图中省去了加热装置。有关数据见表3：

	乙醇	溴乙烷	溴
状态	无色 液体	无色 液体	深红棕色 液体
密度／g·cm^-3	0.79	1.44	3.1
沸点／℃	78.5	38.4	59

 
表3．乙醇、溴乙烷、溴有关参数
（1）制备操作中，加入的浓硫酸必需进行稀释，其目的是       （选填序号）。
a．减少副产物烯和醚的生成        b．减少Br₂的生成
c．减少HBr的挥发                d．水是反应的催化剂
（2）写出溴化氢与浓硫酸加热时发生反应的化学方程式                   。
（3）图中试管C中的导管E的末端须在水面以下，其原因是              。
（4）加热的目的是                                              。
（5）为除去产品中的一种主要杂质，最好选择下列   （选填序号）溶液来洗涤产品。
A．氢氧化钠      B．碘化亚铁      C．亚硫酸钠      D．碳酸氢钠
（6）第（5）步的实验所需要的玻璃仪器有                 。

邻叔丁基对苯二酚(TBHQ) 是一种新颖的食品抗氧剂，其制备原理为:

实验过程中的主要步骤如下:
步骤1．向三口烧瓶中加入5.5g对苯二酚，5.OmL浓磷酸及20mL二甲苯(装置如图所示)，启动搅拌器。

步骤2．缓缓加热到100-110°C，慢慢滴加7.5mL叔丁醇和5mL二甲苯组成的溶液，30-60min内滴完。
步骤3．升温到135-140°C，恒温回流2.5h。
步骤4．将反应液冷却到120°C，直到反应完成
步骤5．将反应液倒入烧杯，并用热水洗涤三口烧瓶，洗液并入烧杯中。
步骤6．冷却结晶，抽滤，回收滤液中的二甲苯和磷酸
步骤7．用二甲苯重结晶、脱色、冷水洗涤、干燥
（1）磷酸在实验中的作用是_____。
（2）本实验中二甲苯的作用是_____。
（3）步骤4中反应完成的标志是_____。
（4）步骤7脱色时，可用的脱色剂是_____。
（5）对合成得到的产品表征，还需要的主要现代分析仪器是_____、_____。

三苯甲醇（）是一种重要的化工原料和医药中间体，实验室合成三苯甲醇的合成流程如图1所示。

已知：i)格氏试剂容易水解，

ii)相关物质的物理性质如下：

物质	熔点（℃）	沸点（℃）	溶解性
三苯甲醇	164.2	380	不溶于水，溶于乙醇、乙醚等有机溶剂
乙醚	—116.3	34.6	微溶于水，溶于乙醇、苯等有机溶剂
溴苯	—30.7	156.2	不溶于水，溶于乙醇、乙醚等多数有机溶剂
苯甲酸乙酯	—34.6	212.6	不溶于水
Mg(OH)Br	常温下为固体	能溶于水，不溶于醇、醚等有机溶剂

 
iii)三苯甲醇的相对分子质量是260，纯净固体有机物一般都有固定熔点。
请回答以下问题：
（1）实验室合成三苯甲醇的装置图2，写出玻璃仪器A的名称：          ，装有无水CaCl₂的仪器A的作用是：                                ；

（2）制取格氏试剂时要保持微沸，可以采用水浴加热，优点是          ，微沸回流时冷凝管中水流的方向是：                     （填“X→Y”或“Y→X”）；
（3）制得的三苯甲醇粗产品中，含有乙醚、溴苯、苯甲酸乙酯等有机物和碱式溴化镁等杂质，可以设计如下提纯方案，请填写空白：

其中，操作①为：                     ；洗涤液最好选用：                     ；
A．水           B．乙醚               C．乙醇           D．苯
检验产品已经洗涤干净的操作为：                                ；
（4）纯度测定：称取2.60g产品，配成乙醚溶液，加入足量金属钠（乙醚与钠不会反应），充分反应后，测得生成气体体积为100.80m L(标准状况）。产品中三苯甲醇质量分数为           （保留两位有效数字，已知三苯甲醇的分子式为C₁₉H₁₆O，相对分子质量为260）。

某化学小组采用类似制乙酸乙酯的装置（如下图），以环己醇制备环己烯

	密度 （g/cm^3）	熔点 （℃）	沸点 （℃）	溶解性
环己醇	0.96	25	161	能溶于水
环己烯	0.81	－103	83	难溶于水

 
（1）制备粗品
将12.5mL环己醇加入试管A中，再加入lmL浓硫酸，摇匀后放入碎瓷片，缓慢加热 至反应完全，在试管C内得到环己烯粗品。
①A中碎瓷片的作用是____________，导管B除了导气外还具有的作用是____________。
②试管C置于冰水浴中的目的是              。
（2）制备精品
①环己烯粗品中含有环己醇和少量酸性杂质等。加入饱和食盐水，振荡、静置、分层，环己烯在_________层(填上或下)，分液后用_________ (填入编号)洗涤。
A．KMnO₄溶液      B．稀H₂SO₄        C．Na₂CO₃溶液
②再将环己烯按下图装置蒸馏，冷却水从_________口进入。蒸馏时要加入生石灰，目的是_____________。

③收集产品时，控制的温度应在_________左右，实验制得的环己烯精品质量低于理论产量，可能的原因是（   ）
A．蒸馏时从70℃开始收集产品
B．环己醇实际用量多了
C．制备粗品时环己醇随产品一起蒸出
（3）以下区分环己烯精品和粗品的方法，合理的是_________。
A．用酸性高锰酸钾溶液        B．用金属钠            C．测定沸点

肉桂酸是一种香料，具有很好的保香作用，通常作为配香原料，可使主香料的香气更加清香。实验室制备肉桂酸的化学方程式为：

主要试剂及其物理性质

名称	分子量	性状	密度g/cm^3	熔点℃	沸点℃	溶解度：克/100ml溶剂
水	醇	醚
苯甲醛	106	无色液体	1.06	-26	178-179	0.3	互溶	互溶
乙酸酐	102	无色液体	1.082	-73	138-140	12	溶	不溶
肉桂酸	148	无色结晶	1.248	133-134	300	0.04	24	溶

密度：常压，25℃测定主要实验步骤和装置如下：
        
图1 制备肉桂酸的反应装置图               图2水蒸气蒸馏装置图
Ⅰ合成：按图1连接仪器，加入5mL苯甲醛、14mL乙酸酐和7.02g无水碳酸钾。在140~170℃，将此混合物回流45min。
Ⅱ分离与提纯：
①将上述合成的产品冷却后边搅拌边加入40ml水浸泡5分钟，并用水蒸气蒸馏，从混合物中除去未反应的苯甲醛，得到粗产品
②将上述粗产品冷却后加入40ml 10%的氢氧化钠水溶液，再加90ml水，加热活性炭脱色，趁热过滤、冷却；
③将1:1的盐酸在搅拌下加入到肉桂酸盐溶液中，至溶液呈酸性，经冷却、减压过滤、洗涤、干燥等操作得到较纯净的肉桂酸；
水蒸气蒸馏：使有机物可在较低的温度下从混合物中蒸馏出来，可以避免在常压下蒸馏时所造成的损失，提高分离提纯的效率。同时在操作和装置方面也较减压蒸馏简便一些，所以水蒸气蒸馏可以应用于分离和提纯有机物。回答下列问题：
（1）合成肉桂酸的实验需在无水条件下进行，实验前仪器必须干燥。实验中为控制温度在140~170℃需在         中加热（请从下列选项中选择）。
A.水     B.甘油（沸点290℃）    C. 砂子    D.植物油（沸点230～325℃）
反应刚开始时，会有乙酸酐（有毒）挥发，所以该实验应在              中进行操作。
（2）图2中水蒸气蒸馏后产品在            （填仪器名称）
（3）趁热过滤的目的                                  ，方法：                      。
（4）加入1:1的盐酸的目的是                 ，析出的肉桂酸晶体通过减压过滤与母液分离。下列说法正确的是               。  
A．选择减压过滤是因为过滤速度快而且能得到较干燥的晶体
B．放入比布氏漏斗内径小的滤纸后，直接用倾析法转移溶液和沉淀，再迅速开大水龙头抽滤
C．洗涤产物时，先关小水龙头，用冷水缓慢淋洗
D．抽滤完毕时，应先断开抽气泵和吸滤瓶之间的橡皮管，再关水龙头
（5）5mL苯甲醛、14mL乙酸酐和7.02g无水碳酸钾充分反应得到肉桂酸实际3.1g，则产率是              （保留3位有效数字）。

科学家用催化剂将苯酚（X）和1,3-二羰基化合物（Y）合成一种重要的具有生物活性的结构单元——苯并呋喃（Z），W是中间产物（R₁、R₂均为烃基）。则下列有关叙述不正确的是

A．反应①属于取代反应

B．W中至少含有1个手性碳原子

C．X、Y、W、Z都能与NaOH溶液反应

D．可用溴水或FeCl3溶液鉴别X和W