2025版高考化学一轮复习第10章3物质制备型综合实验练习含解析鲁科版.docVIP

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物质制备型综合试验

分水器:主要用于化学试验中分别化学反应生成的水,由于化学反应生成的水在有水存在于反应体系时会对反应造成肯定的影响或者使反应无法进行,须要把生成的水通过与水共沸的溶剂回流把水带出来,使反应能够进行。

试验室利用冰醋酸和正丁醇制备乙酸正丁酯(浓硫酸催化)时,常采纳如图装置。

在干燥的圆底烧瓶中加正丁醇、冰醋酸和浓硫酸,摇匀后,加几粒沸石,安装好分水器、冷凝管。然后小火加热,反应结束后将烧瓶中反应后的混合物冷却与分水器中的酯层合并,进一步分别提纯。

CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OHCH3COOCH2CH2CH2CH3+H2O。

问题1.分水器下端旋塞分出的生成物是什么?其目的是什么?(素养角度——改变观念与平衡思想)

提示:分出的生成物是水,目的是分别酯化反应生成的水,使平衡正向移动,提高反应产率。

问题2.推断反应已结束的方法是什么?(素养角度——宏观辨识与微观探析)

提示:分水器中的水位高度基本保持不变时(或者冷凝管中不再有液体滴下)。

(2024·重庆模拟)苯甲酸乙酯是一种无色透亮液体、能与乙醇、乙醚混溶,不溶于水。用于配制香水、香精和人造精油,其制备原理如下:

已知:

物质

颜色、状态

密度/

g·cm-3

熔点/℃

沸点/℃

苯甲酸

白色固体

1.2659

122

249

苯甲酸乙酯

无色液体

1.05

-34.6

212.6

乙酸

无色液体

1.0492

16.6

117.9

乙醇

无色液体

0.789

-117.3

78.5

乙酸乙酯

无色液体

0.894～

0.898

-83.6

77.1

乙醚

无色液体

0.713

-116.3

34.6

*苯甲酸在100℃会快速升华。

(1)图1为制取乙酸乙酯的试验装置图,请回答下列问题:

①乙醇、乙酸和浓硫酸混合的先后依次________;?

②浓硫酸的作用是___________________________________;?

③试验起先前在饱和碳酸钠中加入酚酞,溶液会变红,随着乙酸乙酯的蒸出,红色会变浅,但是无气体产生,请写动身生该改变的离子反应方程式__;?

(2)根据图2所示装置制备苯甲酸乙酯。

①制备:在圆底烧瓶中加入12.20g苯甲酸、25mL乙醇(过量)、4mL浓硫酸,混合匀称并加入沸石,按图2所示连接好仪器,其中分水器的作用是分别出反应生成的水,限制温度加热回流2

a.试验中运用分水器不断分别除去水的目的是?_______________________;?

b.从供应的数据信息分析试验室制取苯甲酸乙酯为什么不运用和制取乙酸乙酯一样的装置?___________________________________________________;?

②产品的提纯:将圆底烧瓶中的残液倒入盛有冷水的烧瓶中,分批加入Na2CO3溶液至中性;用分液漏斗分出有机层得粗产品。水层用25mL乙醚萃取分液,醚层与粗产品合并;在粗产品中加入无水氯化钙后,静置、过滤,将滤液进行蒸馏,蒸出乙醚后,接着升温,接收210～213℃的馏分;产品经检验合格,测得产品体积为6

c.在该试验分液过程中,产物应当从分液漏斗的__________________(填“上口倒出”或“下口放出”);?

d.该试验中苯甲酸乙酯的产率为________;?

e.若加入的Na2CO3溶液不足,在之后的蒸馏时烧瓶内会有白烟生成,产生该现象的缘由是?___________________________________________________。?

【解析】(1)①浓硫酸溶于水放出大量的热,乙醇中含有少量水,应将浓硫酸加入到乙醇中,防止浓硫酸溶解时放出大量的热导致液体飞溅,则加入药品的依次为先在大试管中注入乙醇,再缓缓加入浓硫酸,冷却后再加乙酸,边加边振荡试管使之混合匀称,即加入依次为乙醇、浓硫酸、乙酸;②乙酸与乙醇需浓硫酸作催化剂,该反应为可逆反应,浓硫酸吸水利于平衡向生成乙酸乙酯方向移动。故浓硫酸的作用为催化剂、吸水剂;③碳酸钠为强碱弱酸盐,碳酸根离子水解呈碱性,试验起先前在饱和碳酸钠中加入酚酞,溶液会变红,随着乙酸乙酯的蒸出,发生反应CH3COOH+CO32-CH3COO-+HCO3-,碳酸根离子浓度减小,碱性减弱

(2)①a.酯化反应是可逆反应,运用分水器不断分别除去水,促进酯化反应向正反应方向进行,提高生成酯的产量;

b.假如运用制取乙酸乙酯的装置,反应过程中加热,会使乙醇大量蒸馏出去,乙醇挥发混入酯中,降低反应物的利用率,试验效率大大降低;

②c.分液漏斗,下层液体从下口放出,上层液体从上层倒出,苯甲酸乙酯的密度大于水,所以有机层从下口放出;

d.12.20g苯甲酸的物质的量为n=mM=12.20g122g·mol