2016高考化学一轮复习第1单元 化学综合实验 doc

新题呈现

【例1】 (2014·河南二模)一溴乙烷为无色液体，熔点-119.1 ℃，沸点38.4 ℃，常用于汽油的乙基化、冷冻剂和麻醉剂。制备一溴乙烷的反应原理为NaBr+H2SO4

HBr↑

+NaHSO4 ，CH3CH2OH+HBr→CH3CH2Br+H2O。实验室可用如下装置制备一溴乙烷:

某学生的实验过程和具体操作可简述如下:

查阅资料可知:

①可能产生的副产物有:CH3CH2OCH2CH3、CH2BrCH2Br、CH22-二溴乙烷为无色液体，熔点9.3 ℃，沸点131.4 ℃。 ②油层a用浓硫酸处理可以除掉乙醚、乙醇和水等杂质。 请结合以上信息回答下列问题:

(1)实验过程中锥形瓶置于冰水混合物中的目的是 。

(2)水层a中的离子除Na+、H+、OH-和Br-外，还一定含有 ，检验该离子的方法是 。

(3)油层a、b均呈微黄色。该学生猜测油层b除一溴乙烷外还可能含有其他一种或多种副产物，为验证其成分设计了如下的实验操作。

实验步骤 步骤1:将油层b转移至 中，再加入足量稀

Na2SO3溶液充分振荡，静置 步骤2:取步骤1的水层少量于试管中，加入稀硫酸酸化，再加入适量新制氯水及少量CCl4，充分振溶液分层，下层呈橙红色，证明 荡，静置 预期现象和结论 CH2、Br2、SO2，其中1，

馏出蒸气的温度稳定在38 ℃左右，不再有蒸气馏出时，将蒸馏步骤3:将步骤1的油层充分洗涤、干燥后装入蒸馏烧瓶中残留液体置于冰水浴中装置中， 至温度计升高至45 ℃左右 冷却，凝结成白色固体，则证明油层b中含有1，2-二溴乙烷

(4)该同学在实验过程中加入了10 mL乙醇(0.17 mol)，足量浓硫酸，适量水，以及0.15 mol溴化钠，最后蒸馏获得了10.9 g一溴乙烷产品。请计算产率为 (用小数表示，保留两位小数)。

[答案] (1)防止产品挥发损失 (2)S

O2-4 取少量水层a的溶液于试管中，加入足量稀盐酸酸化，再滴加少量的BaCl2溶液，

若产生浑浊，有S(3)

O2-4，否则无S

O2-4

实验步骤 分液漏斗 水浴加热 (4)0.67

预期现象和结论 液体分层，下层液体逐渐褪为无色 油层b中含有Br2 [解析] 95%乙醇、水和浓硫酸，冰水冷却，边搅拌边缓慢加入NaBr粉末，反应生成的HBr和乙醇发生取代反应得到一溴乙烷，分液小火加热得到馏出液，在分液漏斗中分层得到油层a，再边用冰水冷却，边加入适量浓硫酸，通过分液得到水层b和油层b，得到一溴乙烷。 (1)一溴乙烷的沸点较低，易挥发，所以锥形瓶置于冰水混合物中的目的是防止产品挥发损失，减少损耗。

(2)制备一溴乙烷所用试剂有浓硫酸，所以水层a中的离子除Na+、H+、OH-和Br-外，一定还有S

O2-4;S

O2-4

的检验方法是:取少量水层a的溶液于试管中，加入足量稀盐酸酸化，再滴加少

量的BaCl2溶液，若产生浑浊，有S

O2-4

，否则无S

O2-4。

(3)步骤2中溶液出现分层现象，所以将油层b转移至分液漏斗中，便于分离溶液;一溴乙烷中可能含有CH3CH2OCH2CH3、CH2BrCH2Br、CH2

CH2、Br2、SO2等杂质，而使溶液显黄

色。一溴乙烷的密度比水大，Na2SO3溶液可以吸收Br2、SO2在溶液的上层，一溴乙烷等油层在溶液的下层，所以出现的现象是液体分层，下层液体逐渐褪为无色;步骤2中用新制氯气和四氯化碳溶液萃取，溶液分层，下层呈橙红色，证明原油层b中含有Br2;步骤1的油层中含有一溴乙烷、CH2BrCH2Br等，一溴乙烷的沸点较低，所以控制温度在38 ℃左右时馏出的馏分是一溴乙烷，常用水浴加热的方法，控制温度。

(4)乙醇的物质的量大于溴化钠的物质的量，所以理论上生成0.15 mol的一溴乙烷，实际得到

10.9g0.1mol109g?mol-1=0.1 mol的一溴乙烷，所以产率=0.15mol =0.67。

【例2】 (2015·山西祁县模拟)已知:正丁醛是一种化工原料。某实验小组利用如下装置合成正丁醛。

发生的反应为CH3CH2CH2CH2OH反应物和产物的相关数据列表如下:

正丁醇 正丁醛 沸点/℃ 117.7 75.7

实验步骤如下:

CH3CH2CH2CHO。

密度/g·cm-3 0.810 9 0.801 7 水中溶解性 微溶 微溶 将6.0 g Na2Cr2O7放入100 mL烧杯中，加30 mL水溶解，再缓慢加入5 mL浓硫酸，将所得溶液小心转移至B中。在A中加入4.0 g正丁醇和几粒沸石，加热。当有蒸气出现时，开始滴加B中溶液。滴加过程中保持反应温度为9095 ℃，在E中收集90 ℃以下的馏分。将馏出物倒入分液漏斗中，分去水层，有机层干燥后蒸馏，收集7577 ℃ 馏分，产量2.0 g。 回答下列问题:

(1)实验中，能否将Na2Cr2O7溶液加到浓硫酸中，说明理由: 。

(2)加入沸石的作用是 ，若加热后发现未加沸石，应采取的正确方法是 。

(3)上述装置图中，B仪器的名称是 ，D仪器的名称是 。 (4)分液漏斗使用前必须进行的操作是 (填字母)。 a. 润湿 b. 干燥 c. 检漏 d. 标定

(5)将正丁醛粗产品置于分液漏斗中分液时，水在 (填“上”或“下”)层。 (6)本实验中，正丁醛的产率为 。

[答案] (1)不能，因为浓硫酸的密度大，且遇到水放出大量的热，容易发生迸溅 (2)防止暴沸 冷却后补加 (3)滴液漏斗 直形冷凝管 (4)c (5)下 (6)51%

[解析] (1)因为浓硫酸的密度大，且遇到水放出大量的热，所以不能将Na2Cr2O7溶液加到浓硫酸中，否则容易发生迸溅。

(2)加入沸石的作用是防止暴沸，若加热后发现未加沸石，应该冷却后补加。 (3)B仪器的名称是滴液漏斗，D仪器的名称是直形冷凝管。 (4)分液漏斗使用前必须进行的第一项操作是检漏。

(5)正丁醛密度为0.801 7 g·cm-3，小于水的密度，故分层水层在下方。 (6)设正丁醛的产率为x，则正丁醇的利用率为x，根据关系式， C4H10O ~ C4H8O 74 72 4x g 2 g

74?2解得:x=72?4=51%

【例3】 (2015·河北唐山模拟)实验室用乙酸和正丁醇制备乙酸正丁酯。有关物质的相关数据如下表:

化合物 相对分子质量 密度/g·cm-3 沸点/℃ 溶解度/100 g

水 正丁醇 冰醋酸 乙酸正丁酯 74 60 116 0.80 1.045 0.882

操作如下:

118.0 118.1 126.1 9 互溶 0.7

①在50 mL三颈烧瓶中，加入18.5 mL正丁醇和13.4 mL冰醋酸， 3~4滴浓硫酸，投入沸石。安装分水器(作用:实验过程中不断分离除去反应生成的水)、温度计及回流冷凝管。 ②将分水器分出的酯层和反应液一起倒入分液漏斗中，水洗，10% Na2CO3洗涤，再水洗，最后转移至锥形瓶，干燥。

③将干燥后的乙酸正丁酯滤入烧瓶中，常压蒸馏，收集馏分，得15.1 g乙酸正丁酯。 请回答有关问题:

(1)冷水应该从冷凝管 (填“a”或“b”)端管口通入。 (2)仪器A中发生反应的化学方程式为 。

(3)步骤①“不断分离除去反应生成的水”，该操作的目的是 。 (4)步骤②中用10% Na2CO3溶液洗涤有机层，该步操作的目的是 。 (5)进行分液操作时，使用的漏斗是 (填字母)。

(6)步骤③在进行蒸馏操作时，若从118 ℃开始收集馏分，产率偏 (填“高”或“低”)，原因是 。

(7)该实验过程中，生成乙酸正丁酯的产率是 。 [答案] (1)a

(2)CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OHCH3COOCH2CH2CH2CH3+H2O

(3)使用分水器分离出水，使平衡正向移动，提高反应产率 (4)除去产品中含有的乙酸等杂质 (5)C

(6)高 会收集到少量未反应的冰醋酸和正丁醇 (7)65%

[解析] (1)为了增强水的冷凝效果，冷水应该从冷凝管下口a端管口通入。

(2)在仪器A中乙酸与正丁醇在浓硫酸作用下发生酯化反应产生乙酸正丁酯和水，化学方程式

为CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OHCH3COOCH2CH2CH2CH3+H2O。

(3)步骤①“不断分离除去反应生成的水”是因为该反应是可逆反应，减小生成物水的浓度，可以使该平衡正向移动，提高反应产率。

(4)步骤②中得到的酯中含有未完全反应的挥发出的乙酸，用10% Na2CO3溶液洗涤有机层，该步操作的目的就是除去产品中含有的乙酸等杂质。 (5)进行分液操作时，使用的是梨形漏斗，C正确。

(6)由于正丁醇的沸点是118.0 ℃，乙酸的沸点是118.1 ℃，所以步骤③在进行蒸馏操作时，若从118 ℃开始收集馏分，正丁醇和乙酸也混在其中，使得收集的产物质量偏多，所以产率偏高。

13.4mL?1.045g?mL15.1g-160g?mol-1(7)乙酸正丁酯的物质的量是116g?mol=0.13 mol，n(乙酸)==0.23

-10.80g?mL-1?18.5mL-174g?molmol>n(正丁醇)==0.2 mol，所以反应产生的酯应该按照醇来计算，该

0.13mol实验过程中，生成乙酸正丁酯的产率是 0.20mol×100%=65%。

【例4】 (2015·江西上饶二模)乙醛能与银氨溶液反应析出银。如果条件控制适当，析出的银会均匀地分布在试管壁上，形成光亮的银镜，这个反应又叫银镜反应。银镜的光亮程度

与反应条件有关。某课外活动小组同学在课外活动中对乙醛的银镜反应进行了探究。 Ⅰ. 探究银镜反应的最佳实验条件的部分实验数据如下表:

银氨溶液实验序号 /mL 1 2 3 4 5 6 1 1 1 1 1 1 3 3 5 3 3 5

请回答下列问题:

(1)若只进行实验1和实验3，其探究目的是 。

(2)推理当银氨溶液的量为1 mL，乙醛的量为3滴，水浴温度为40 ℃，反应混合液pH为11时，出现银镜的时间范围是 。

(3)进一步实验还可探究 对出现银镜快慢的影响。

Ⅱ. 探究对废液的回收处理:银氨溶液放久后会变成氮化银而引起爆炸，直接排放会污染环境，且造成银资源的浪费。通过查找资料，已知从银氨溶液中提取银的一种实验流程如下:

65 45 65 30 50 80 乙醛的量/滴 水浴温度/℃ pH 11 11 11 11 11 11 间 5 6.5 4 9 6 3 反应混合液的出现银镜时

(4)操作④的方法是把Ag2S和铁粉放到烧杯中加浓盐酸搅拌煮沸，使Ag2S变成银粉，反应的化学方程式为 。过滤需要用到的玻璃仪器有 (填字母)。

(5)操作④应在 (填实验室设备名称)中进行。

(6)要洗去试管壁上的银镜，采用的试剂是 (填名称)。

[答案] Ⅰ. (1)比较乙醛用量不同时生成银镜的时间(速度或质量均可) (2)6.5~9 min

(3)银氨溶液的用量不同或pH不同 Ⅱ. (4)Ag2S+Fe+2HCl(5)通风橱 (6)稀硝酸

[解析] (1)对比实验1和实验3的反应条件，其他条件相同，只有乙醛的用量不同，其实验目的是:比较银镜反应中，乙醛用量不同对生成银镜的影响。

(2)由实验2和实验4知:银氨溶液的量为1 mL，乙醛的量为3滴，反应混合液pH为11时，水浴温度为45 ℃，出现银镜时间为6.5 min，水浴温度为30 ℃，出现银镜时间为9 min，其他条件相同，随着温度升高，反应速率加快。故当银氨溶液的量为1 mL，乙醛的量为3滴，水浴温度为40 ℃，反应混合液pH为11时，出现银镜的时间应在6.59 min之间;银镜反应实验如果条件控制适当，析出的银会均匀地分布在试管壁上，形成光亮的银镜，银镜的光亮程度与反应条件有关。

(3)要探究银氨溶液的用量对出现银镜快慢的影响，需设计对比实验:银氨溶液的用量不同，保持乙醛的量、水浴温度、反应混合液的pH相同，测量比较生成银镜的时间。 (4)把Ag2S和铁粉放到烧杯中加浓盐酸搅拌煮沸，使Ag2S变成银粉，反应的化学方程式为Ag2S+Fe+2HCl

2Ag+FeCl2+H2S↑，然后用过滤的方法得到纯净的银粉，所用玻璃仪器

2Ag+FeCl2+H2S↑ bef

为:烧杯、漏斗、玻璃棒。

(5)Ag2S和铁粉反应的化学方程式为Ag2S+Fe+2HCl生成，故该实验应在通风橱中进行。

(6)银能和浓、稀硝酸反应，化学方程式分别为Ag+2HNO3(浓)3Ag+4HNO3(稀)

3AgNO3+NO↑+2H2O。

AgNO3+NO2↑+H2O、

2Ag+FeCl2+H2S↑，有有毒气体H2S

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