高中化学乙酸乙酯的制取实验题

I、右图是辛烷的一种结构M（只画出了碳架，没有画出氢原子），回答下列问题：

（1）用系统命名法命名                        。
（2）M的一氯代物有        种。
（3）含有一个甲基和一个乙基的M的同分异构体有       种。
Ⅱ、利用右图装置还可以验证醋酸、苯酚、碳酸的酸性强弱。

（4）A中固体试剂是      （选填字母）；
a．醋酸钠      b．碳酸氢钠    c．苯酚钠
（5）C中反应的化学方程式是：                ；
（6）有同学认为没有B装置，也可以验证酸性的强弱，
这种认为是不合理的，原因是                 。

某校化学研究性学习小组查阅资料了解到以下内容：
乙二酸(HOOC-COOH，可简写为H₂C₂O₄)俗称草酸，易溶于水，属于二元中强酸(为弱电解质)，且酸性强于碳酸，其熔点为101.5℃，在157℃升华。为探究草酸的部分化学性质，进行了如下实验：
（1）向盛有1 mL饱和NaHCO₃溶液的试管中加入足量乙二酸溶液，观察到有无色气泡产生。该反应的离子方程式为___________________________。
（2）向盛有乙二酸饱和溶液的试管中滴入几滴硫酸酸化的KMnO₄溶液，振荡，发现其溶液的紫红色褪去，说明乙二酸具有________(填“氧化性”、“还原性”或“酸性”)，请配平该反应的离子方程式：
_____MnO₄^-+_____H₂C₂O₄+____H⁺  =  ____Mn²⁺+_____CO₂+____H₂O
（3）将一定量的乙二酸放于试管中，按下图所示装置进行实验(夹持装置未标出)：

实验发现：装置C、G中澄清石灰水变浑浊，B中CuSO₄粉末变蓝，F中CuO粉末变红。据此回答：
上述装置中，D的作用是______。乙二酸分解的化学方程式为__________。
（4）该小组同学将2.52g草酸晶体(H₂C₂O₄·2 H₂O)加入到100mL0.2mol·L^-1的NaOH溶液中充分反应，测得反应后溶液呈酸性，其原因是_______(用文字简单描述)。
（5）以上溶液中各离子的浓度由大到小的顺序为：_________(用离子符号表示)。

(11分) 芳香族羧酸通常用芳香烃的氧化来制备。芳香烃的苯环比较稳定，难以氧化，而环上的支链不论长短，在强烈氧化时，最终能氧化成羧基。某同学用甲苯的氧化反应制备苯甲酸。
反应原理：

反应试剂、产物的物理常数：

名称	相对分 子质量	性状	熔点	沸点	密度	溶解度
水	乙醇	乙醚
甲苯	92	无色液体易燃易挥发	－95	110.6	0.8669	不溶	易溶	易溶
苯甲酸	122	白色片状或针状晶体	122.4	248	1.2659	微溶	易溶	易溶

主要实验装置和流程如下：

实验方法：一定量的甲苯和KMnO₄溶液置于图1装置中，在90℃时， 反应一段时间，再停止反应，按如下流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯。

（1）操作Ⅰ所需的玻璃仪器为________________；操作Ⅱ为______________。
（2）如果滤液呈紫色，要先加亚硫酸氢钾，然后再加入浓盐酸酸化，加亚硫酸氢钾的目的是__________________________。
（3）下列关于仪器的组装或者使用正确的是________。
A．抽滤可以加快过滤速度，得到较干燥的沉淀
B．安装电动搅拌器时，搅拌器下端不能与三颈烧瓶底、温度计等接触
C．图1回流搅拌装置应采用直接加热的方法
D．冷凝管中水的流向是下进上出
（4）除去残留在苯甲酸中的甲苯应先加入_________，分液，水层再加入           ，然后抽滤，干燥即可得到苯甲酸。
（5）纯度测定：称取1.220 g产品，配成100 mL溶液，取其中25.00 mL溶液，进行滴定 ，消耗KOH物质的量为2.4×10^－3mol。产品中苯甲酸质量分数为______________。

为探究生活中两种常见的有机物的性质，某同学设计如下实验，请根据题目要求填写下列空格：

（I）如上图1所示，试管中装乙醇，（图示不一定准确）则反应现象为             ；
（II）如上图2所示，把加热的铜丝插入到装有乙醇的试管中，闻到有刺激性气味，该反应中产生的有机物为          ；（填结构简式）；
（III）为了确认乙酸、碳酸和硅酸的酸性强弱，有人设计用如图3所示装置来进行实验验证。
①A中所盛试剂为___     ____。
②C中实验现象为            ，由实验可知这三种酸的酸性大小为             。
③该装置中存在不妥之处，请提出改正措施                       。

乙二酸（ HOOC—COOH）俗称草酸，易溶于水，,电离常数K₁=5.4×10^-2,K₂=5.4×10^-5，其盐草酸钙和草酸氢钙均为白色不溶物。无色晶体H₂C₂O₄·2H₂O称为草酸晶体，其熔点为101.5℃。草酸晶体失去结晶水得无水草酸，它在157℃升华。根据上述信息，回答下列问题。
（1）向盛有2mL饱和NaHCO₃溶液的试管里加入少量乙二酸浓溶液，观察到有大量气泡产生，写出该反应的离子方程式：     。（碳酸：K₁=4.4×10^-7）
（2）向试管A中加入3mL乙醇，然后边振荡试管边加入2mL浓硫酸和2mL乙二酸溶液，按下图Ⅰ组装好装置，加热3—5min。在装有饱和Na₂CO₃溶液的试管B中有油状且带有香味的液体产生。B中导管口在液面上而不伸入液面下的原因是         。写出乙二酸与少量乙醇反应的化学反应方程式      。

（3）已知草酸分解的化学方程式为：H₂C₂O₄H₂O＋CO₂↑＋CO↑
利用图Ⅱ①和图Ⅱ②加热草酸晶体（夹持仪器忽略），以验证草酸受热是否分解。连续加热一段时间后的现象是：图Ⅱ①：试管里澄清石灰水先变浑浊，后又变澄清；
图Ⅱ②：试管里澄清石灰水只变浑浊。
能验证草酸受热分解的装置是     （填图Ⅱ中的编号“①”或“②”）。
（4）图Ⅱ①中冷凝管的作用是：                   。

用苯甲醛制备苯甲醇和苯甲酸，已知反应原理：

苯甲醛易被空气氧化；苯甲酸的熔点121.7℃，沸点249℃，溶解度0.34g（常温）；苯甲醇的沸点为205.3℃；乙醚的沸点34.8℃，难溶于水。
制备苯甲醇和苯甲酸的主要过程如下：

（1）混合苯甲醛、氢氧化钾和水应选用的仪器是        （填序号）。
A．容量瓶           B．烧杯         C．带胶塞的锥形瓶
（2）操作II的名称是           ，产品甲的成分是              。
（3）操作III的名称是              ，产品乙是                。

实验室合成乙酸乙酯的步骤如下：在圆底烧瓶内加入乙醇、浓硫酸和乙酸，瓶口竖直安装通有冷却水的冷凝管（使反应混合物的蒸气冷凝为液体流回烧瓶内），加热回流一段时间后换成蒸馏装置进行蒸馏（如下图所示），得到含有乙醇、乙酸和水的乙酸乙酯粗产品。请回答下列问题：
（已知：乙醇、乙酸、乙酸乙酯的沸点依次是78.4℃、118℃、77.1℃）

（1）在烧瓶中除了加入乙醇、浓硫酸和乙酸外，还应放入     ，其目的是________________________。
（2）在烧瓶中加入一定比例的乙醇和浓硫酸的混合液的方法是：                      。
（3）在该实验中，若用1 mol乙醇和1 mol乙酸在浓硫酸作用下加热，充分反应，能否生成1 mol乙酸乙酯，为什么？__________________________________________。
（4）现拟分离含乙酸、乙醇和水的乙酸乙酯粗产品，下图是分离操作步骤流程图。请在图中圆括号内填入适当的试剂，在方括号内填入适当的分离方法。

试剂a是__________，试剂b是__________；分离方法①是________，分离方法②是________，分离方法③是______。
（5）在得到的A中加入无水碳酸钠粉末，振荡，目的是________________________________。

(15 分)K₃[Fe(C₂O₄)₃]· 3H₂O(三草酸合铁酸钾晶体)为翠绿色晶体， 溶于水， 难溶于乙醇， 110℃下失去结晶水，230℃分解；是制备负载型活性铁催化剂的主要原料。 实验室利用(NH₄)₂Fe(SO₄)₂· 6H₂O (硫酸亚铁铵)、H₂C₂O₄(草酸)、K₂C₂O₄(草酸钾)、30%双氧水等为原料制备三草酸合铁酸钾晶体的部分实验过程如下：

已知：沉淀：FeC₂O₄ · 2H₂O 既难溶于水又难溶于强酸
6FeC₂O₄ + 3H₂O₂ + 6K₂C₂O₄ = 4K₃[Fe(C₂O₄)₃] + 2Fe(OH)₃↓
2Fe(OH)₃ + 3H₂C₂O₄ + 3K₂C₂O₄ = 2K₃[Fe(C₂O₄)₃] + 6H₂O
（1）检验硫酸亚铁铵是否变质的试剂是     ；溶解时加几滴稀硫酸的目的是      。
（2）硫酸亚铁铵溶液与 H₂C₂O₄溶液反应生成 FeC₂O₄ · 2H₂O 沉淀，写出该反应方程式               ；沉淀过滤后，洗涤 1 的操作方法是                               。
（3）在沉淀中加入饱和 K₂C₂O₄ 溶液,并用 40 ℃ 左右水浴加热,再向其中慢慢滴加足量的 30% H₂O₂  溶液，不断搅拌。此过程需保持温度在 40 ℃ 左右，可能的原因是       。加入30%过氧化氢溶液完全反应后，煮沸的目的是              。
（4）洗涤 2 中所用洗涤试剂最合适的是       （填选项字母）。

A．草酸钠溶液

B．蒸馏水

C．乙醇

D．KCl 溶液

（5）为了不浪费药品，95%乙醇水溶液进行回收的方法是        ，所用的主要玻璃仪器有          （任写两种）等。

二草酸合铜（Ⅱ）酸钾晶体{K₂[Cu（C₂O₄）₂]·2H₂O}制备流程如下：

（已知：H₂C₂O₄CO↑+CO₂↑+H₂O）
（1）制备CuO：CuSO₄溶液中滴入NaOH溶液，加热煮沸、冷却、双层滤纸过滤、洗涤。
①用双层滤纸过滤的原因是     。
②用蒸馏水洗涤氧化铜时，如何证明氧化铜已洗涤干净     。
（2）为了提高CuO的利用率，如何让CuO充分转移到热的KHC₂O₄溶液中    ；50℃水浴加热至反应充分，发生反应的化学方程式为    ；再经趁热过滤、沸水洗涤、将滤液蒸发浓缩得到二草酸合铜（Ⅱ）酸钾晶体。
（3）本实验用K₂CO₃粉末与草酸溶液反应制备KHC₂O₄，而不用KOH粉末代替K₂CO₃粉末，其主要原因是    。
（4）二草酸合铜（Ⅱ）酸钾晶体的制备也可以用CuSO₄晶体和K₂C₂O₄溶液反应得到。从硫酸铜溶液中获得硫酸铜晶体的实验步骤为：加入适量乙醇、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。①加入适量乙醇的优点有：
a．缩短加热的时间，降低能耗；
b．    。
②在蒸发浓缩的初始阶段还采用了如图所示的装置，其目的是    。

选做[实验化学]甲苯氧化法制备苯甲酸的反应原理如下：
+ 2KMnO₄+KOH+2MnO₂↓+H₂O
+ HCl+KCl
实验时将一定量的甲苯和KMnO₄溶液置于图1装置中，在100 ℃时， 反应一段时间，再停止反应，并按如下流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯。


（1）实验室中实现操作Ⅰ所需的玻璃仪器有      、烧杯；操作Ⅱ的名称为      。
（2）如果滤液呈紫色，要先加亚硫酸氢钾，然后再加入浓盐酸酸化，若无此操作会出现的危害是      。
（3）在操作Ⅲ中，抽滤前需快速冷却溶液，其原因是      ；如图2所示抽滤完毕，应先断开      之间的橡皮管。
（4）纯度测定：称取1.220 g产品，配成100 mL溶液，取其中25.00 mL溶液，进行滴定 ，消耗KOH物质的量为2.4×10^－3 mol。产品中苯甲酸质量分数为      。

水杨酸甲酯又叫冬青油，是一种重要的有机合成原料。某化学小组用水杨酸（）和甲醇在酸性催化剂催化下合成水杨酸甲酯并计算其产率。
实验步骤：
Ⅰ．如图，在三颈烧瓶中加入6.9 g (0.05 mol)水杨酸和24 g(30 mL，0.75 mol)甲醇，向混合物中加入约10 mL甲苯(甲苯与水形成的共沸物，沸点为85℃，该实验中加入甲苯，易将水蒸出)，再小心地加入5 mL浓硫酸，摇动混匀，加入1～2粒沸石，组装好实验装置，在85~95℃下恒温加热反应1.5小时：

Ⅱ．待装置冷却后，分离出甲醇，然后转移至分液漏斗，依次用少量水、5%NaHCO₃溶液和水洗涤；分出的产物加入少量无水MgSO₄固体，过滤得到粗酯；
Ⅲ．将粗酯进行蒸馏，收集221℃～224℃的馏分，得水杨酸甲酯4.5g。
常用物理常数：

名称	分子量	颜色状态	相对密度	熔点(℃)	沸点(℃)
水杨酸甲酯	152	无色液体	1.18	-8.6	224
水杨酸	138	白色晶体	1.44	158	210
甲醇	32	无色液体	0.792	-97	64.7

请根据以上信息回答下列问题：
（1）仪器A的名称是          ，制备水杨酸甲酯时，最合适的加热方法是            。
（2）实验中加入甲苯对合成水杨酸甲酯的作用是                                      。
（3）反应结束后，分离甲醇的操作是            。
（4）洗涤操作中，第一次水洗的主要目的是         ，第二次水洗的主要目的是       。
（5）检验产品中是否含有水杨酸的化学方法是                                   。
（6）本实验的产率为___________(保留两位有效数字)。

（每空2分，共10分）在试管A中加入3mL乙醇，然后边振荡管边慢慢加入2mL浓硫酸和2mL乙酸，按下图所示连接好装置进行实验，以制取乙酸乙酯。

（1）试管B中盛放的试剂是            （填名称），实验时往往在B试管中可以看到少量气泡，写出与此现象对应的离子方程式                                 。
（2）乙醇与乙酸反应的化学方程式是                              。
（3）实验完成后，试管B的液面上有透明的不溶于水的油状液体产生。若要分离B中的液体混合物需要用到的玻璃仪器是             。
（4）用30g乙酸与46g乙醇反应，如果实验产率是理论产率的60%，则可得到的产物质量是        g。

羟基是重要的官能团。某化学小组以下列4种物质的溶液作为研究对象，比较不同物质的羟基中氢原子的活泼性。①碳酸 ②乙醇 ③苯酚 ④乙酸
I.甲同学设计并实施了如下实验方案。

编号	实验操作	实验现象	结论及解释
1	分别取4种溶液，滴加紫色石蕊溶液	溶液变红的是①④溶液	略
2	向含酚酞的NaOH溶液中，各滴加等量的②③两种溶液	②中无明显现象 ③中红色明显变浅	滴加③时反应的化学方程式： ________________________
3	用一定浓度的醋酸溶液浸泡水垢（水垢主要成分为碳酸钙）	_______________	略
4	将CO2通入C6H5ONa溶液中	_______________	反应的化学方程式： _______________________
结论： 4种物质的羟基中的氢原子的活泼性由强到弱的顺序是（填序号）_____________。

II.乙同学在研究了甲同学的实验方案后，提出如下改进方案，能一次比较乙酸、碳酸和苯酚的羟基中氢原子的活泼性，实验仪器如下图所示。

（1）利用上述仪器组装实验装置，其中A管插入（填字母，下同）______中，B管插入__________中，C管插入_________中。
（2）丙同学查资料发现乙酸有挥发性，于是在试管F之前增加了一个盛有_______溶液的洗气装置，使乙同学的实验设计更加完善。

.苯甲酸广泛应用于制药和化工行业，某同学尝试用甲苯的氧化反应制备苯甲酸，反应原理：

实验方法：一定量的甲苯和KMnO₄溶液在100℃反应一段时间后停止反应，按如下流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯。

已知：苯甲酸分子量122，熔点122.4℃，在25℃和95℃时溶解度分别为0.3 g和6.9 g；纯净固体有机物都有固定熔点。
（1）操作Ⅰ为            ，操作Ⅱ为               。
（2）无色液体A是           ，定性检验A的试剂是              ，现象是                   。
（3）测定白色固体B的熔点，发现其在115℃开始熔化，达到130℃时仍有少量不熔，该同学推测白色固体B是苯甲酸与KCl的混合物，设计了如下方案进行提纯和检验，实验结果表明推测正确。请在答题卡上完成表中内容。

序号	实验方案	实验现象	结论
①	将白色固体B加入水中，加热溶 解，	得到白色晶体和无色溶液	-----------------
②	取少量滤液于试管中，	生成白色沉淀	滤液含Cl^—
③	干燥白色晶体，	熔点为122.4℃	白色晶体是苯甲酸

（4）纯度测定：称取1.220g产品，配成100ml甲醇溶液，移取25.00ml溶液，滴定，消耗KOH的物质的量为2.40×10^—3mol，产品中苯甲酸质量分数为                   （保留二位有效数字）。

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 ℃，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。在装置中，仪器b的作用是                     ；仪器c的名称是     ，其作用是                                           。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）将苯乙酸加人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              。