高考有机实验解题思路讲义

高考实验的新宠——有机制备实验解读高考题型示例掌握高考备考方法高考实验的新宠——有机制备实验“有机实验”在新课标中频频出现，2011新课标I、II，2012新课标I、II，2013新课标I、II，2014新课标I主要涉及到有机物的制备、有机物官能团性质实验探究等。常常考查蒸馏和分液操作、反应条件的控制、防挥发的安全装置、产率的计算等问题。(1)分离液体混合物的方法方法适用条件实例说明分液萃取互不相溶的液体混合物分离CCl4和水等分液时下层液体从下口流出，上层液体从上口倒出蒸馏两种或两种以上互溶的液体，沸点相差较大分离酒精和水在蒸馏烧瓶中放少量碎瓷片，防止液体暴沸(2)蒸馏装置2020/4/192020/4/19仪器图形与名称主要用途使用方法和注意事项(1)液固或液液间的反应器(2)蒸馏或分馏液体(3)用于条件严格的有机反应(4)窄口用来防止溶液溅出或是减少溶液的蒸发，可配合橡皮塞连接其他的玻璃器材(1)加热时，应放在石棉网上加热，使其受热均匀(2)使用时，注意磨砂接口的密封(3)注入的液体不超过其容积的2/3三颈瓶的作用[名师有话说]三颈圆底烧瓶是一种常用的化学玻璃仪器，在有机化学实验中被广泛使用。三颈圆底烧瓶通常具有圆肚细颈的外观。它有三个口，可以同时加入多种反应物，或是加冷凝管。它的窄口是用来防止溶液溅出或是减少溶液的蒸发，并可配合橡胶塞的使用，来连接其他的玻璃器材。三颈圆底烧瓶装置来源于课本的分馏操作装置，并且在分馏基础上作了改进，为了减少反应物的挥发增加了起冷凝回流作用的冷凝管。在近几年高考中试验题常以此作为题材，考查考生实验能力、知识的迁移能力。2．使用方法基本与圆底烧瓶相同，但由于其较厚、颈短、口多，安装配件可以增加，而且安装省力、方便。一般情况下中口安装搅拌棒，边口安装分液漏斗、分馏管、冷凝管、温度计。3．注意事项(1)注入的液体不超过其容积的2/3。(2)加热时使用石棉网，使均匀受热，烧瓶外壁应无水滴。(3)蒸馏或分馏时要与胶塞、导管、冷凝器等配套使用。(4)使用时注意磨砂接口的密封。图a是某教师完成苯与液溴反应的演示实验。（1）苯与液溴反应属于反应（填反应类型）；图（a）装置中缺少什么仪器（如果不缺不必作答）；（2）某研究性学习小组对它进行改进，改进后的装置如图（b）所示，请分析其优点。①有分液漏斗，可以通过控制液溴的量控制反应的量②加装一个用CCl4除溴蒸气的装置；③②③烧瓶上方的导气管较长，可以使反应液冷凝回流；④加有防倒流装置，防止烧杯中的液体倒流2.实验室制备溴苯可用下图所示装置填空：（1）关闭F夹，打开C夹，向装有少量苯的三口烧瓶的A口加少量溴，再加入少量铁屑，塞住A口，则三口烧瓶中发生反应的化学方程式为。（2）D、E试管内出现的现象为。（3）待三口烧瓶中的反应进行到仍有气泡冒出时松开F夹，关闭C夹，可以看到的现象是。（4）简述将三口烧瓶中的溴苯分离提纯的方法。答案（1）（2）D中有白雾，试液变红；E中生成浅黄色沉淀（3）倒吸，三口瓶中分层（4）加入NaOH溶液，振荡，分离,取下层液体。返回[高考创新原题](2012·新课标全国理综)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/g·cm－30.883.101.50沸点/℃8059156水中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15mL无水苯和少量铁屑。在b中小心加入4.0mL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：①向a中加入10mL水，然后过滤除去未反应的铁屑；②滤液依次用10mL水、8mL10%的NaOH溶液、10mL水洗涤。NaOH溶液洗涤的作用是______________________；③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，下列操作中必须的是________(填入正确选项前的字母)。A．重结晶B．过滤C．蒸馏D．萃取(4)在该实验中，a的容积最适合的是________(填入正确选项前的字母)。A．25mLB．50mLC．250mLD．500mL答案：(1)HBr吸收HBr和Br2(2)②除去HBr和未反应的Br2③吸水，干燥溴苯(3)苯C(4)B解析：(1)苯和溴在催化剂条件下反应，产生的HBr具有挥发性，看到有白雾产生。由于该反应放热，而液溴具有挥发性，故挥发出的气体是Br2和HBr，用NaOH溶液吸收。(2)(3)反应完毕后，反应容器中的主要成分是溴苯，还有未反应的苯和Br2及生成的HBr，加入NaOH除去HBr和未反应的Br2。再水洗，用CaCl2进一步除水干燥，最后根据苯和溴苯的沸点不同进行蒸馏分离。(4)烧瓶作为反应容器时，液体的体积不超过容积的23，而液体的体积为15mL＋4mL＋10mL＝29mL，故容积选择50mL。[知识归纳]1．主要用途(1)液体和固体或液体间的反应器。(2)装配气体反应发生器(常温、加热)。(3)蒸馏或分馏液体(用带支管烧瓶，又称蒸馏烧瓶)。(4)用于条件严格的有机反应。2020/4/19相对分子质量密度/(g·cm－3)沸点/℃溶解性环己醇1000.9618161微溶于水环己烯820.810283难溶于水1．(2013·新课标全国卷Ⅰ，26)醇脱水是合成烯烃的常用方法，实验室合成环己烯的反应和实验装置如下：可能用到的有关数据如下：2020/4/19合成反应：在a中加入20g环己醇和2小片碎瓷片，冷却搅动下慢慢加入1mL浓H2SO4，b中通入冷却水后，开始缓慢加热a，控制馏出物的温度不超过90℃。分离提纯：反应粗产物倒入分液漏斗中分别用少量5%碳酸钠溶液和水洗涤，分离后加入无水氯化钙颗粒，静置一段时间后弃去氯化钙，最终通过蒸馏得到纯净环己烯10g。(1)装置b的名称是________________。(2)加入碎瓷片的作用是____________，如果加热一段时间后发现忘记加瓷片，应该采取的正确操作是________(填正确答案标号)。A．立即补加B．冷却后补加C．不需补加D．重新配料2020/4/19(3)本实验中最容易产生的副产物的结构简式为________________。(4)分液漏斗在使用前须清洗干净并____________，在本实验分离过程中，产物应该从分液漏斗的____________(填“上口倒出”或“下口放出”)。(5)分离提纯过程中加入无水氯化钙的目的是__________。(6)在环己烯粗产物蒸馏过程中，不可能用到的仪器有________(填正确答案标号)。A．圆底烧瓶B．温度计C．吸滤瓶D．球形冷凝管E．接收器(7)本实验所得到的环己烯产率是__________(填正确答案标号)。A．41%B．50%C．61%D．70%1.(2014·新课标全国卷Ⅰ，26)乙酸异戊酯是组成蜜蜂信息素的成分之一，具有香蕉的香味，实验室制备乙酸异戊酯的反应、装置示意图和有关数据如下：相对分子质量密度/(g·cm－3)沸点/℃水中溶解性异戊醇880.8123131微溶乙酸601.0492118溶乙酸异戊酯1300.8670142难溶实验步骤：在A中加入4.4g异戊醇、6.0g乙酸、数滴浓硫酸和2～3片碎瓷片，开始缓慢加热A，回流50min。反应液冷至室温后倒入分液漏斗中，分别用少量水、饱和碳酸氢钠溶液和水洗涤；分出的产物加入少量无水MgSO4固体，静置片刻，过滤除去MgSO4固体，进行蒸馏纯化，收集140～143℃馏分，得乙酸异戊酯3.9g。回答下列问题：(1)仪器B的名称是________。(2)在洗涤操作中，第一次水洗的主要目的是______________，第二次水洗的主要目的是______________________________。(3)在洗涤、分液操作中，应充分振荡，然后静置，待分层后________(填标号)。a.直接将乙酸异戊酯从分液漏斗的上口倒出b.直接将乙酸异戊酯从分液漏斗的下口放出c.先将水层从分液漏斗的下口放出，再将乙酸异戊酯从下口放出d.先将水层从分液漏斗的下口放出，再将乙酸异戊酯从上口倒出(4)本实验中加入过量乙酸的目的是_________________________________________________________________________________。(5)实验中加入少量无水MgSO4的目的是_____________________。(6)在蒸馏操作中，仪器选择及安装都正确的是______(填标号)。(7)本实验的产率是________(填标号)。a.30%b.40%c.60%d.90%(8)在进行蒸馏操作时，若从130℃开始收集馏分，会使实验的产率偏____(填“高”或“低”)，其原因是___________________。解析(1)仪器B是球形冷凝管，起冷凝回流作用。(2)第一次水洗，主要洗去大部分硫酸和醋酸，第二次水洗除掉NaHCO3杂质。(3)乙酸异戊酯的密度小于水，在水层上方。分液时先将水层从分液漏斗的下口放出，再将乙酸异戊酯从上口倒出。(4)该反应为可逆反应，加入过量乙酸，能够提高异戊醇的转化率。(5)加入无水MgSO4固体的目的是除去混合物中的少量水分。(6)蒸馏操作中，需要测定馏分的温度，所以温度计水银球应放在蒸馏烧瓶的支管口处，b和c中温度计位置均正确，但c中的冷凝装置为球形冷凝管，它一般用作反应装置，主要用于冷凝回流，使反应更彻底，故只有b项正确。(7)据+H2O可知，4.4g异戊醇完全反应消耗3.0g乙酸，故乙酸有剩余，生成乙酸异戊酯的理论产量为6.5g，故该反应的产率为×100%＝60%。(8)异戊醇的沸点为131℃，蒸馏时，若从130℃开始收集馏分，将会有一部分未反应的异戊醇被蒸出，使产率偏高。答案(1)球形冷凝管(2)洗掉大部分硫酸和醋酸洗掉碳酸氢钠(3)d3.9g6.5g(4)提高醇的转化率(5)干燥(6)b(7)c(8)高会收集少量未反应的异戊醇2.(2014·浙江理综，28)葡萄糖酸钙是一种可促进骨骼生长的营养物质。葡萄糖酸钙可通过以下反应制得：C6H12O6(葡萄糖)＋Br2＋H2O→C6H12O7(葡萄糖酸)＋2HBr2C6H12O7＋CaCO3→Ca(C6H11O7)2(葡萄糖酸钙)＋H2O＋CO2↑相关物质的溶解性见下表：物质名称葡萄糖酸钙葡萄糖酸溴化钙氯化钙水中的溶解性可溶于冷水易溶于热水可溶易溶易溶乙醇中的溶解性微溶微溶可溶可溶实验流程如下：C6H12O6溶液—————————→滴加3%溴水/55℃①————————→过量CaCO3/70℃②————→趁热过滤③——→乙醇④悬浊液——→抽滤⑤——→洗涤⑥——→干燥⑦Ca(C6H11O7)2请回答下列问题：(1)第①步中溴水氧化葡萄糖时，下列装置中最适合的是______。制备葡萄糖酸钙的过程中，葡萄糖的氧化也可用其他试剂，下列物质中最适合的是________。A.新制Cu(OH)2悬浊液B.酸性KMnO4溶液C.O2/葡萄糖氧化酶D.[Ag(NH3)2]OH溶液(2)第②步充分反应后CaCO3固体需有剩余，其目的是______________________________________________________________；本实验中不宜用CaCl2替代CaCO3，理由是__________________。(3)第③步需趁热过滤，其原因是_________________________。(4)第④步加入乙醇的作用是_____________________________。(5)第⑥步中，下列洗涤剂最合适的是________。A.冷水B.热水C.乙醇D.乙醇-水混合溶液解析(1)由实验流程①可知，第①步操作在55℃时进行，温度低于100℃，可采用水浴加热的方式，温度计应测量水浴的温