高中化学乙醇的催化氧化实验实验题

下图为某化学兴趣小组设计的乙醇氧化的实验装置(图中加热仪器、铁架台、铁夹等均未画出)。图中：A为无水乙醇(沸点为78℃)，B为绕成螺旋状的细铜丝或银丝，C为无水CuSO₄粉末，D为碱石灰，F为新制的碱性Cu(OH)₂悬浊液。

请回答下列问题：
（1）如图所示连接好装置后，在加入试剂之前，应先      ____      。（操作名称）
（2）在上述装置中，实验时需要加热的仪器为(填仪器或某部位的代号)             。
为使A中乙醇平缓均匀的气化成乙醇蒸气，常采用的操作方法是               。
（3）图中D处使用碱石灰的作用是                                            。
（4）C处观察到的现象是               ，F中观察到的现象是               ，说明B处发生的反应方程式是               。

乙醇在一定条件下可被氧化，某同学利用下列装置进行乙醇的催化氧化实验，并检验其产物，其中C装置的试管中盛有无水乙醇。
已知乙醛在加热条件下能与新制Cu(OH)₂反应生成Cu₂O。

回答下列问题：
（1）请选择必要的装置，按气流方向连接顺序为                  （填仪器接口的字母编号）（加热和夹持装置已略去）．
（2）B装置中发生的化学方程式                                           ．
（3）F装置中的固体试剂是               ，发生反应的化学方程式为               ．
反应一断时间后移去酒精灯，反应能继续进行，其原因是                       ．
（4）A装置和D装置中的实验现象分别为                                ．
（5）为了提高乙醇的转化率，可以对C装置进行改进，提出你的改进意见               ．

（1）探究一溴环己烷与NaOH的醇溶液共热发生的是水解反应还是消去反应，甲、乙两位同学分别设计如下两个实验方案：
甲：向反应混合物中滴入稀HNO₃中和NaOH，后滴入AgNO₃溶液，若有浅黄色沉淀，则可以证明发生了消去反应。
乙：向反应混合物中滴入溴水，若溶液颜色很快褪去，则可证明发生了消去反应。请评价上述两个方案是否合理，并说明理由。
甲：_________，______________________________________________________。
乙：_________，______________________________________________________。
（2）如图所示为实验室制取少量硝基苯的装置．根据题意完成下列填空：

①写出制取硝基苯的化学方程式_______________________。
②长玻璃导管的作用是_______________________。
③硝基苯有毒，如果少量的液体溅在皮肤上，应用            擦洗．

A．苯

B．酒精

C．硫酸

D．水．

（3）某实验小组用下列装置进行乙醇催化氧化的实验．

甲和乙两个水浴作用不相同．甲的作用是                        ；
乙的作用是______________。

(15分)实验室常用苯甲醛在浓氢氧化钠溶液中制备苯甲醇和苯甲酸，反应如下：

已知：
①苯甲酸在水中的溶解度为：0.18g(4℃)、0.34g(25℃)、0.95g(60℃)、6.8g(95℃)。 
②乙醚沸点34.6℃，密度0.7138，易燃烧，当空气中含量为1.83~48.0％时易发生爆炸。
③石蜡油沸点高于250℃   
④苯甲醇沸点为205.3℃
实验步骤如下：

①向图l所示装置中加入8g氢氧化钠和30mL水，搅拌溶解。稍冷，加入10 mL苯甲醛。开启搅拌器，调整转速，使搅拌平稳进行。加热回流约40 min。
②停止加热，从球形冷凝管上口缓缓加入冷水20 mL，摇动均匀，冷却至室温。然后用乙醚萃取三次，每次10 mL。水层保留待用。合并三次萃取液，依次用5 mL饱和亚硫酸氢钠溶液洗涤，10 mL 10％碳酸钠溶液洗涤，10 mL水洗涤，然后分液，将水层弃去，所得醚层进行实验步骤③。
③将分出的醚层，倒入干燥的锥形瓶中，加无水硫酸镁，注意锥形瓶上要加塞。将锥形瓶中溶液转入图2 所示的蒸馏装置，先缓缓加热，蒸出乙醚；蒸出乙醚后必须改变加热方式、冷凝方式，继续升高温度并收集205℃~206℃的馏分得产品A。
④将实验步骤②中保留待用的水层慢慢地加入到盛有30 mL浓盐酸和30 mL水的混合物中，同时用玻璃棒搅拌，析出白色固体。冷却，抽滤，得到粗产品，然后提纯得产品B。
根据以上步骤回答下列问题：
（1）步骤②萃取时用到的玻璃仪器除了烧杯、玻璃棒外，还需               (仪器名称)。
（2）步骤②中饱和亚硫酸氢钠溶液洗涤是为了除去       ，而用碳酸钠溶液洗涤是为了除去醚层中极少量的苯甲酸。醚层中少量的苯甲酸是从水层转移过来的，请用离子方程式说明其产生的原因         。
（3）步骤③中无水硫酸镁的作用是                 ，锥形瓶上要加塞的原因是               ，产品A为                。
（4）步骤③中蒸馏除去乙醚的过程中采用的加热方式为                  ；蒸馏得产品A的加热方式是                     。
（5）步骤④中提纯产品B时所用到的实验方法为                      。

某实验小组用下列装置进行乙醇催化氧化的实验。

（1）实验过程中铜网出现黑色和红色交替的现象，请写出相应的化学反应方程式_______________、________________________。在不断鼓入空气的情况下，熄灭酒精灯，反应仍能继续进行，说明该乙醇氧化反应是__________反应（吸热或放热)。
（2）甲和乙两个水浴作用不相同。甲的作用是___________；乙的作用是______________。
（3）反应进行一段时间后，干燥试管a中能收集到不同的物质，它们是_________________。集气瓶中收集到的气体的主要成分是__________________。
（4）若试管a中收集到的液体用紫色石蕊试纸检验，试纸显红色，说明液体中还含有______________。要除去该物质，可先在混合液中加入________（填字母序号)。
a．氯化钠溶液     b．苯          c．碳酸氢钠溶液        d．四氯化碳
然后，再通过__________（填实验操作名称)即可除去。

(14分)环己酮是重要化工原料，可用于制造尼龙、己二酸等产品。可以尝试用次氯酸钠氧化环己醇制环己酮：



（1）实验中盛装NaClO溶液的仪器比普通分液漏斗多了一个侧管，此设计的目的为    。
（2）次氯酸钠氧化环己醇的反应放出大量的热，为了将体系温度维持在30～35 ℃，除了用冰水浴冷却外，采取的措施还可能有____，并应在三颈瓶的A端口处应补加    (仪器名称)。
（3）实验过程中NaClO溶液氧化环己醇的化学方程式为       。
（4）为将溶液的pH调至中性，可以加入的试剂是       。

A、防止因温差过大，水冷凝管易炸裂
B、空气冷凝管结构简单，易于安装
C、空气冷凝管冷凝效果更佳
（6）计算本实验过程中环己酮的产率           。

(12分)某实验小组用无水乙醇、乙酸与浓硫酸制取乙酸乙酯并提纯，已知乙醇可以和氯化钙反应生成微溶的CaCl₂·6C₂H₅OH。请回答下列问题：

（1）制备乙酸乙酯装置如图所示，虚框内玻璃仪器名称为                        ；冷凝水流经冷凝管时应从     口进入(填“a”或“b”)；
（2）生成乙酸乙酯的化学反应方程式为                     ；
（3）下列措施可提高乙酸的转化率可采取的有(       )
A．增加乙醇的用量    B．蒸出乙酸乙酯  
C．增加乙酸的用量     D．冷凝管中通热水
（4）实验所得乙酸乙酯远低于理论产量的可能原因                。(写出其中两种)
（5）为了除去粗产品其中的醋酸，可向产品中加入      溶液，在分液漏斗中充分振荡，然后静置，待分层后       (填选项)。
A．直接将有机层从分液漏斗上口倒出
B．直接将有机层从分液漏斗下口放出
C．先将水层从分液漏斗的下口放出，再将有机层从下口放出
D．先将水层从分液漏斗的下口放出，再将有机层从上口倒出
（6）再向得到的有机物粗产品中加入饱和氯化钙溶液，振荡、分离。加入饱和氯化钙溶液的目的是                        。
（7）最后，加入干燥剂除去其中的水分，再进行       (填操作)，即可得到纯净的乙酸乙酯。

有关催化剂的催化机理等问题可以从“乙醇催化氧化实验”得到一些认识,某教师设计了如图所示装置（夹持装置等已省略）,其实验操作为:先按图安装好装置,关闭活塞a、b、c,在铜丝的中间部分加热片刻,然后打开活塞a、b、c,通过控制活塞a和b,而有节奏（间歇性）地通入气体,即可在M处观察到明显的实验现象。试回答以下问题:

（1）A中发生反应的化学方程式:___________________________,B的作用:_____________;C中热水的作用:____________________________________。
（2）M处发生反应的化学方程式为_______________________________________。
（3）从M管中可观察到的现象:__________________________________________,
从中可认识到该实验过程中催化剂      （填“参加”或“不参加”）化学反应,还可以认识到催化剂起催化作用需要一定的_____________。
（4）实验进行一段时间后,如果撤掉酒精灯,反应   （填“能”或“不能”）继续进行,其原因是__________________________________________________。
（5）验证乙醇氧化产物的操作方法是____________________________________。

正丁醚常用作有机反应的溶剂。实验室制备正丁醚的反应和主要实验装置如下：2CH₃CH₂CH₂CH₂OH（CH₃CH₂CH₂CH₂）₂O，反应物和产物的相关数据如下表：

	相对分子质量	沸点/℃	密度/（g/cm^3）	水中的溶解性
正丁醇	74	117.2	0.8109	微溶
正丁醚	130	142.0	0.7704	几乎不溶

①将6 mL浓硫酸和37 g正丁醇，按一定顺序添加到A中，并加几粒沸石。
②加热A中反应液，迅速升温至135℃，维持反应一段时间。
③分离提纯：待A中液体冷却后将其缓慢倒入盛有70 mL水的温度分液漏斗中，振摇后静置，分液得粗产物。
④粗产物依次用40 mL水、20 mL NaOH溶液和40 mL水洗涤，分液后加入约3g无水氯化钙颗粒，静置一段时间后弃去氯化钙。
⑤将上述处理过的粗产物进行蒸馏，收集馏分，得纯净正丁醚11 g。请回答：
（1）步骤①中浓硫酸和正丁醇的添加顺序为：应先加                 。
（2）加热A前，需先从       （填“a”或“b”）口向B中通入水。
（3）步骤③的目的是初步洗去         ，振摇后静置，粗产物应      （填“上”或“下”）口倒出。
（4）步骤③中最后一次水洗的目的为              。
（5）步骤⑤中，加热蒸馏时应收集         （填选项字母）左右的馏分。
A．100℃     B．117℃     C．135℃     D．142℃
（6）反应过程中会观察到分水器中收集到液体物质，且分为上下两层，随着反应的进行，分水器中液体逐渐增多至充满时，上层液体会从左侧支管自动流回A。分水器中上层液体的主要成分为       ，下层液体的主要成分为         。
（7）本实验中，正丁醚的产率为           （精确到1%）。

[实验化学]2-苯基-2-丁醇是重要的有机合成中间体，以溴苯为原料合成该中间体的反应原理如下：

【实验装置】

【实验步骤】
步骤1：将镁条置于装置Ⅰ的三颈烧瓶中，加入100 mL乙醚（ρ＝0.71g·cm^－3），在冷却条件下缓缓滴入溴苯，微热并加入一小块碘引发反应①。
步骤2：滴加14.2 mL丁酮和30 mL乙醚混合物，发生反应②；滴加入20％的NH₄Cl水溶液，发生反应③。
步骤3：分出油层，用水洗涤至中性，用无水CaCl₂干燥。
步骤4：用装置Ⅱ先蒸出乙醚，再蒸馏出产品。
（1）步骤1中加入碘的作用是      。
（2）装置Ⅰ中滴加液体所用的仪器的名称是      ，反应②需将三颈烧瓶置于冰水中，且逐滴加入丁酮和乙醚，其目的是      。
（3）步骤三中分离出油层的具体实验操作是      。
（4）装置Ⅱ采用的是减压蒸馏，实验时需将吸滤瓶需连接      ；采用这种蒸馏方式的原因是      。

(14分) 三颈瓶在化学实验中的应用非常广泛，下面是三颈瓶在部分无机实验或有机实验中的一些应用。
Ⅰ．在如图所示装置中进行氨的催化氧化实验：往三颈瓶内的浓氨水中不断通入空气，将红热的铂丝插入瓶中并接近液面。反应过程中，可观察到瓶中有红棕色气体产生，铂丝始终保持红热。下列有关说法错误的是        。

A．反应后溶液中含有

B．反应后溶液中C()增大

C．实验过程中有化合反应发生

D．实验过程中的电离程度不可能发生变化

Ⅱ．有学生用五氧化二磷作为乙醇脱水制乙烯的催化剂，进行相关实验。按如表所示的量和反应条件在三颈瓶中加入一定量，再注入95%的乙醇，并加热，观察现象。

实验		95%乙醇量/mL	加热方式
实验1	2	4	酒精灯
实验2	2	4	水浴70

实验结果如下：

实验	实验现象
三颈瓶	收集瓶	试管
实验1	酒精加入时，立刻产生白雾，当用酒精灯加热时，有气泡产生，并逐渐沸腾，生成黏稠状液体	有无色液体	溶液褪色
实验2	酒精加入时，立刻产生白雾，当用水浴加热时，不产生气泡，一段时间后，反应瓶内生成黏稠状液体	有无色液体	溶液不褪色

根据上述材料，完成下列填空。
（1）写出实验室用乙醇制乙烯的化学方程式：                                    。
（2）上图装置中冷凝管的作用是                          ，进水口为         （填“a”或“b”），浓硫酸的作用是                           。
（3）实验1使溴的四氯化碳溶液褪色的物质是         。
（4）实验2中，水浴加热所需仪器有                 （加热、夹持仪器，石棉网除外）。
（5）三颈瓶、收集瓶中的液体经检验为磷酸三乙酯，写出三颈瓶中生成磷酸的化学方程式：         。
（6）根据实验1、2可以推断：
①以作为催化剂获得乙烯的反应条件是                               。
②与95%乙醇在水浴70℃加热条件下可以发生的有机反应的类型是      反应。

（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。

(16分)某实验小组用无水乙醇、乙酸与浓硫酸制取乙酸乙酯并提纯，已知乙醇可以和氯化钙反应生成微溶的CaCl₂·6C₂H₅OH。
（1）制备乙酸乙酯装置如图所示，虚框内玻璃仪器名称为                        ；

（2）生成乙酸乙酯的化学反应方程式为              ；浓硫酸的作用是           ；
（3）冷凝水流经冷凝管时应从     口进入(填“a”或“b”)；
（4）下列措施可提高乙酸的转化率可采取的有(       )
A．增加乙醇的用量                 B．蒸出乙酸乙酯
C．增加乙酸的用量                 D．冷凝管中通热水
（5）实验所得乙酸乙酯远低于理论产量的可能原因             。(写出其中两种)
（6）为了除去粗产品其中的醋酸，可向产品中加入      溶液，在分液漏斗中充分振荡， 然后静置，待分层后       (填选项)。
A．直接将有机层从分液漏斗上口倒出
B．直接将有机层从分液漏斗下口放出
C．先将水层从分液漏斗的下口放出，再将有机层从下口放出
D．先将水层从分液漏斗的下口放出，再将有机层从上口倒出
（7）再向得到的有机物粗产品中加入饱和氯化钙溶液，振荡、分离。加入饱和氯化钙溶液的目的是                            。
（8）最后，加入干燥剂除去其中的水分，再进行       (填操作)，即可得到纯净的乙酸乙酯。

(18分)一氯甲烷，也叫甲基氯，常温下是无色气体，密度为0.9159g/cm³，熔点为－97.73℃，沸点为－24.2℃，18℃时在水中的溶解度为280mL/mL水，与乙醚、丙酮或苯互溶，能溶于乙醇。在实验室里可用下图装置制造一氯甲烷：

制备装置的分液漏斗和烧瓶中分别盛有甲醇和浓盐酸。
试填写下列空白：
（1）制备一氯甲烷的化学方程式             ，其反应类型属于      反应；
（2）装置b的作用是                         ；
（3）已知卤代烃能发生碱性水解，转化为醇。装置e中可能发生的反应方程式为                   ；
（4）检验气体产物CH₃Cl的方法是：在e的逸出口点燃CH₃Cl气体，火焰呈蓝绿色（与其它烃燃烧现象有明显区别）。CH₃Cl燃烧的化学方程式是                 ；
（5）实验中实际按甲醇和浓盐酸1︰2（物质量之比）进行反应的理由是         ；
（6）某学生在关闭活塞x的情况下做此实验时发现，收集到一定体积的气体产物所消耗的甲醇～
浓盐酸的混和液的量比正常情况下多（装置的气密性没有问题），其原因是              ；
（7）实验结束后，d中收集到的液体中含有                              。

下图装置Ⅰ是实验室制乙酸乙酯的常用装置：

实验中所用的某些试剂及产物的相关数据如下：

物  质	2,4,6   熔点/℃	沸点/℃
乙  醇	－114	78
乙  酸	16.6	117.9
乙酸乙酯	－83.6	77.5
98%H2SO4	10	338

回答下列问题：
（1）如果用CH₃CO¹⁸OH与CH₃CH₂OH反应，写出该反应的化学方程式                             ，浓H₂SO₄的作用是              。
（2）要从装置Ⅰ中右侧小试管中分离出乙酸乙酯，应进行的操作是：撤出小试管，将混合液倒入      （填仪器名称），用力振荡，静置，        （填现象），然后将产物从__  __口（填“上”或“下”）倒出。
（3）采用装置Ⅱ可提高乙酸乙酯的产率，结合表格中的数据，说明该装置可提高乙酸乙酯产率的原因：                                    。