题目内容
11.CH2=CH2+Br2→BrCH2CH2Br
可能存在的主要副反应有:乙醇在浓硫酸的存在下在 l40℃脱水生成乙醚. 用少量的溴和足量的乙醇制备 1,2-二溴乙烷的装置如图所示:
有关数据列表如下
| 乙醇 | 1,2-二溴乙烷 | 乙醚 | |
| 状态 | 无色液体 | 无色液体 | 无色液体 |
| 密度/g•cm-3 | 0.79 | 2.2 | 0.71 |
| 沸点/℃ | 78.5 | 132 | 34.6 |
| 熔点/℃ | -130 | 9 | -116 |
(1)在此制各实验中,要尽可能迅速地把反应温度提高到 170℃左右,其最主要目 的是d;(填正确选项前的字母)
a.引发反应b.加快反应速度c.防止乙醇挥发d.减少副产物乙醚生成
(2)在装置 C 中应加入c,其目的是吸收反应中可能生成的酸 性气体:(填正确选项前的字母)
a.水b.浓硫酸 c.氢氧化钠溶液d.饱和碳酸氢钠溶液
(3)判断该制各反应已经结束的最简单方法是溴的颜色完全褪去;
(4)将 1,2-二溴乙烷粗产品置于分液漏斗中加水,振荡后静置,产物应在下层 (填“上”、“下”);
(5)若产物中有少量未反应的 Br2,最好用b洗涤除去;(填正确选 项前的字母)
a.水b.氢氧化钠溶液c.碘化钠溶液d.乙醇
(6)若产物中有少量副产物乙醚,可用蒸馏的方法除去;
(7)反应过程中应用冷水冷却装置 D,其主要目的是冷却可避免溴的大量挥发; 但又不能过度冷却 (如用冰水),其原因是1,2-二溴乙烷的凝固点较低(9℃),过度冷却会使其凝固而使气路堵塞.
分析 装置A是乙醇在浓硫酸的存在下在170℃脱水生成乙烯,浓硫酸的强氧化性、脱水性导致市场的乙烯气体中含有杂质二氧化硫、二氧化碳、水蒸气等杂质,通过装置B中长导管内液面上升或下降调节装置内压强,B为安全瓶,可以防止倒吸,根据E中内外液面高低变化,可以判断是否发生堵塞,二氧化碳、二氧化硫能和氢氧化钠溶液反应,装置C是利用氢氧化钠溶液吸收杂质气体,溴在常温下,易挥发,乙烯与溴反应时放热,溴更易挥发,装置D冷却可避免溴的大量挥发,但1,2-二溴乙烷的凝固点9℃较低,不能过度冷却,否则会使产品凝固而堵塞导管,1,2-二溴乙烷和水不互溶,1,2-二溴乙烷密度比水大,所以加水,振荡后静置,产物应在下层
,分离得到产品.
(1)乙醇在浓硫酸140℃的条件下,发生分子内脱水生成乙醚;
(2)浓硫酸具有强氧化性,将乙醇氧化成二氧化碳,自身被还原成二氧化硫,二氧化碳、二氧化硫能和氢氧化钠溶液反应;
(3)乙烯和溴水发生加成反应生成1,2-二溴乙烷,1,2-二溴乙烷为无色;
(4)1,2-二溴乙烷和水不互溶,1,2-二溴乙烷密度比水大;
(5)常温下下Br2和氢氧化钠发生反应,可以除去混有的溴;
(6)1,2-二溴乙烷与乙醚的沸点不同,两者均为有机物,互溶,用蒸馏的方法将它们分离;
(7)溴易挥发,冷却防止溴大量挥发;1,2-二溴乙烷的凝固点较低(9℃),过度冷却会使其凝固而使气路堵塞.
解答 解:(1)乙醇在浓硫酸140℃的条件下,发生分子内脱水生成乙醚,可能迅速地把反应温度提高到170℃左右,其最主要目的是:减少副产物乙醚生成,选择d;
故答案为:d;
(2)浓硫酸具有强氧化性,将乙醇氧化成二氧化碳,自身被还原成二氧化硫,二氧化碳、二氧化硫能和氢氧化钠溶液反应而被吸收,故选c,
故答案为:c;
(3)乙烯和溴水发生加成反应生成1,2-二溴乙烷,1,2-二溴乙烷为无色,D中溴颜色完全褪去说明反应已经结束,
故答案为:溴的颜色完全褪去;
(4)1,2-二溴乙烷和水不互溶,1,2-二溴乙烷密度比水大,有机层在下层,
故答案为:下;
(5)a.溴更易溶液1,2-二溴乙烷,用水无法除去溴,故a错误;
b.常温下Br2和氢氧化钠发生反应:2NaOH+Br2═NaBr+NaBrO+H2O,再分液除去,故b正确;
c.NaI与溴反应生成碘,碘与1,2-二溴乙烷互溶,不能分离,故c错误;
d.酒精与1,2-二溴乙烷互溶,不能除去混有的溴,故d错误,
故答案为:b;
(6)1,2-二溴乙烷与乙醚的沸点不同,两者均为有机物,互溶,用蒸馏的方法将它们分离,
故答案为:蒸馏;
(7)溴在常温下,易挥发,乙烯与溴反应时放热,溴更易挥发,冷却可避免溴的大量挥发,但1,2-二溴乙烷的凝固点9℃较低,不能过度冷却,过度冷却会使其凝固而使气路堵塞,B中长导管内液面上升,
故答案为:冷却可避免溴的大量挥发;1,2-二溴乙烷的凝固点较低(9℃),过度冷却会使其凝固而使气路堵塞.
点评 本题考查有机物合成实验,为高考常见题型,题目涉及制备原理、物质的分离提纯、实验条件控制、对操作分析评价等,是对基础知识的综合考查,需要学生具备扎实的基础,难度中等.
制备基本操作流程如下:
醋酸酐+水杨酸$\stackrel{浓硫酸}{→}$$\stackrel{摇匀}{→}$$\stackrel{85℃-90℃加热}{→}$$\stackrel{冷却}{→}$$→_{洗涤}^{减压过滤}$粗产品
主要试剂和产品的物理常数如表所示:
| 名称 | 相对分子质量 | 熔点或沸点(℃) | 水 |
| 水杨酸 | 138 | 158(熔点) | 微溶 |
| 醋酸酐 | 102 | 139.4(沸点) | 易水解 |
| 乙酰水杨酸 | 180 | 135(熔点) | 微溶 |
(1)制备阿司匹林时,要使用干燥的仪器的原因是防止乙酸酐水解.
(2)合成阿司匹林时,最合适的加热方法是水浴加热.
(3)提纯粗产品流程如下,加热回流装置如图:
粗产品$→_{沸石}^{乙酸乙酯}$$→_{回流}^{加热}$$\stackrel{趁热过滤}{→}$$→_{减压过滤}^{冷却}$$→_{干燥}^{洗涤}$乙酰杨酸
①沸石的作用是防止暴沸;
②冷凝水的流出方向是c(填“b”或“c”);
③使用温度计的目的是便于调控加热温度,防止乙酰水杨酸受热分解.
(4)在实验中原料用量:2.0g水杨酸、5.0mL醋酸酐(ρ=1.08g/cm3),最终称得产品质量为2.2g,则所得乙酰水杨酸的产率为84.3%(用百分数表示,小数点后一位).
已知:
| 三氯甲基苯基甲醇 | 无色液体.不溶于水,溶于乙醇. |
| 醋酸酐 | 无色液体.溶于水形成乙酸,溶于乙醇. |
| 结晶玫瑰 | 白色至微黄色晶体.不溶于水,溶于乙醇.熔点:88℃ |
| 醋酸 | 无色的吸湿性液体,易溶于水、乙醇. |
$\stackrel{加料}{→}$$→_{温度在110℃}^{加热3小时,控制}$$→_{入冰水中}^{反应液倒}$$\stackrel{抽滤}{→}$粗产品$\stackrel{重结晶}{→}$产品
请根据以上信息,回答下列问题:
(1)加料时,应先加入三氯甲基苯基甲醇和醋酸酐,然后慢慢加入浓硫酸并搅拌(或开启磁力搅拌器).待混合均匀后,最适宜的加热方式为油浴加热(填“水浴加热”,“油浴加热”,“砂浴加热”).
(2)用图II抽滤装置操作时,布氏漏斗的漏斗管插入单孔橡胶塞与吸滤瓶相接.橡胶塞插入吸滤瓶内的部分不得超过塞子高度的$\frac{2}{3}$;向漏斗中加入溶液,溶液量不应超过漏斗容量的$\frac{2}{3}$;当吸滤瓶中液面快达到支管口位置时,应拔掉吸滤瓶上的橡皮管,从吸滤瓶上口 倒出溶液.
(3)重结晶提纯时,应将粗产品溶解在无水乙醇中(填“水”,“无水乙醇”,“粗产品滤液”).已知70℃时100g 溶剂中溶解a g结晶玫瑰,重结晶操作过程为:按粗产品、溶剂的质量比为1:$\frac{100}{a}$混合,用水浴加热回流溶剂使粗产品充分溶解,然后待晶体完全溶解后停止加热(若溶液沸腾时还未全部溶解,可再加少量溶剂)冷却结晶,抽滤,此重结晶过程中不需要用到的仪器是c.
A.冷凝管 B.烧杯 C.蒸发皿 D.锥形瓶
(4)某同学欲在重结晶时获得较大的晶体,查阅资料得到如图2信息:由信息可知,从高温浓溶液中获得较大晶体的操作为加入晶种,缓慢降温.
(5)在物质制备实验中,产品经抽滤、洗涤后,尚需干燥,请列举一种常见的实验室干燥方法.空气中风干、空气中晾干、高温烘干、用滤纸吸干.
(1)本实验至少需要加热2次.至少需要称量4次.
(2)通过实验知道,要确保结果的准确性,本实验中的一个关键是通过恒重操作来判断硫酸铜晶体加热时是否完全变成无水硫酸铜.
(3)学生甲实验得到以下的数据:
| 坩埚质量(g) | 坩埚和晶体的总质量(g) | 加热后坩埚和剩余固体的质量(g) |
| 11.685 | 13.691 | 12.948 |
(4)若学生乙的实验结果偏低,从下列选项中选出造成结果偏低的可能原因de(填序号).
a.加热前称量时坩埚未完全干燥 b.加热过程中有少量晶体溅出
c.加热时坩埚内物质变黑 d.加热后放在空气中冷却
e.最后两次加热后称量的质量差大于0.001g.
| 相对分子质量 | 沸点/℃ | 密度/(g/cm3) | 水中的溶解性 | |
| 正丁醇 | 74 | 117.2 | 0.8109 | 微溶 |
| 正丁醚 | 130 | 142.0 | 0.7704 | 几乎不容 |
②加热A中反应液,迅速升温至135℃,维持反应一段时间.
③分离提纯:待A中液体冷却后将其缓慢倒入盛有70mL水的温度分液漏斗中,振摇后静置,分液得粗产物.
④粗产物依次用40mL水、20mL NaOH溶液和40mL水洗涤,分液后加入约3g无水氯化钙颗粒,静置一段时间后弃去氯化钙.
⑤将上述处理过的粗产物进行蒸馏,收集馏分,得纯净正丁醚11g.请回答:
(1)步骤①中浓硫酸和正丁醇的添加顺序为:应先加正丁醇.
(2)加热A前,需先从b (填“a”或“b”)口向B中通入水.
(3)步骤③的目的是初步洗去浓H2SO4,振摇后静置,粗产物应上 (填“上”或“下”)口倒出.
(4)步骤⑤中,加热蒸馏时应收集D (填选项字母)左右的馏分.
A.100℃B.117℃C.135℃D.142℃
(5)反应过程中会观察到分水器中收集到液体物质,且分为上下两层,随着反应的进行,分水器中液体逐渐增多至充满时,上层液体会从左侧支管自动流回A.分水器中上层液体的主要成分为正丁醇,下层液体的主要成分为水.
(6)本实验中,正丁醚的产率为34% (精确到1%).
| 电离能(KJ/mol) | I1 | I2 | I3 | I4 |
| A | 932 | 1821 | 15399 | 21771 |
| B | 738 | 1451 | 7733 | 10540 |
②ACl2分子中A的杂化类型为sp杂化,ACl2的空间构型为直线形.
(2)Fe原子或离子外围有较多能量相近的空轨道能与一些分子或离子形成配合物.
①以体心立方堆积形成的金属铁中,其原子的配位数为8.
②写出一种与CN-互为等电子体的单质的电子式
③六氰合亚铁离子[Fe(CN)6]4-中不存在B.
A.共价键 B.非极性键 C.配位键 D.σ键 E.π键
(3)一种Al-Fe合金的立体晶胞如图2所示.请据此回答下列问题:
①确定该合金的化学式Fe2Al.
②若晶体的密度=ρ g/cm3,则此合金中最近的两个Fe原子之间的距离(用含ρ的代数式表示,不必化简)为$\root{3}{\frac{139}{2ρ{N}_{A}}}$cm.
| A. | O | B. | S | C. | P | D. | C |