物质的制备（二）.doc

第2课时
A组
1．酯是重要的有机合成中间体，广泛应用于溶剂、增塑剂、香料、粘合剂及印刷、纺织等工业。乙酸乙酯的实验室和工业制法常采用如下反应：
饱和Na2CO3溶液
CH3COOH＋C2H5OHCH3COOC2H5＋H2O
请根据要求回答下列问题：
⑴欲提高乙酸的转化率，可采取的措施有：_______________、___________________________等。
⑵若用右图所示的装置来制备少量的乙酸乙酯，产率往往偏
低，其原因可能为： 、 等。
⑶此反应以浓硫酸为催化剂，可能会造成 、 等问题。
⑷试管b中加有饱和Na2CO3溶液 ，其作用是_______________________________
⑸目前对该反应的催化剂进行了新的探索，初步表明质子酸离子液体可用作此反应的催化剂，且能重复使用。实验数据如下表所示（乙酸和乙醇以等物质的量混合）。
同一反应时间

同一反应温度
反应温度/℃
转化率(%)
选择性(%)*
反应时间/h
转化率(%)
选择性(%)*
40
77.8
100
2
80.2
100
60
92.3
100
3
87.8
100
80
92.6
100
4
92.3
100
120
94.5
98.7
6
93.0
100
*选择性100%表示反应生成的产物是乙酸乙酯和水
①根据表中数据，下列______________（填字母）为该反应的最佳条件。
A．120℃，4h B．80℃，2h C．60℃，4h D．40℃，3h
②当反应温度达到120℃时，反应选择性降低的原因可能为 。
2．阿斯匹林(乙酰水杨酸)是由水杨酸和乙酸酐合成的：

在生成乙酰水杨酸的同时，水杨酸分子间也能发生缩合反应，生成少量聚合物(副产物)。合成乙酰水杨酸的实验步骤如下：
①向150mL干燥锥形瓶中加入2g水杨酸、5mL乙酸酐和5滴浓硫酸，振荡，待其溶解后，控制温度在85～90℃条件下反应5～10min。然后冷却，即有乙酰水杨酸晶体析出。
②减压过虑，用滤液淋洗锥形瓶，直至所有晶体被收集到布氏漏斗中。抽滤时用少量冷水洗涤晶体几次，继续抽滤，尽量交溶剂抽干。然后将粗产品转移至表面皿上，在空气中风干。
③将粗产品置于100mL烧杯中，搅拌并缓慢加入25mL饱和碳酸氢钠溶液，加完后继续搅拌2～3分钟，直到没有二氧化碳气体产生为止。过滤，用5～10mL蒸馏水洗涤沉淀，合并滤液于烧杯中，不断搅拌，慢慢加入15mL4mol/L盐酸，将烧杯置于冷水中冷却，即有晶体析出。抽滤，用冷水洗涤晶体1～2次，再抽干水分，即得产品。
请回答下列问题：
⑴第①步中，要控制反应温度在85～90℃，应采用_________ 加热方法。用这种加热方法需要的玻璃仪器有__________。
⑵在第②步中，用冷水洗涤晶体，其目的是___________________________。
⑶第③步中，加入碳酸氢钠的作用是________________加入盐酸的作用是__________。
⑷如何检验产品中是否混有水杨本？___________________________
A
B
C
a
b
d
c
D
3．某兴趣小组同学在实验室用加热l－丁醇、浓H2SO4和溴化钠混合物的方法来制备1－溴丁烷，并检验反应的部分副产物，设计了如下装置，其中夹持仪器、加热仪器及冷却水管没有画出。
请根据实验步骤，回答下列问题：

⑴关闭a和b、接通竖直冷凝管的冷凝水，给A加热30分钟，制备1－溴丁烷。冷凝回流的主要目的是 。
⑵理论上，上述反应的副产物可能有：丁醚（CH3CH2CH2CH2－O－CH2CH2CH2CH3）、1－丁烯、溴化氢、硫酸氢钠、水等。
①熄灭酒精灯，在竖直冷凝管上方塞上塞子、打开a，利用余热继续反应直至冷却，通过B、C装置检验部分副产物。B、C中应盛放的试剂分别是 。
②有同学拟通过红外光谱仪鉴定所得产物中是否含有“－CH2CH2CH2CH3”， 来确定副产物中存在丁醚。请你对该同学的观点进行评价： 。
⑶为进一步分离、提纯1－溴丁烷，该兴趣小组同学查得相关有机物的有关数据如下：
物质
熔点／℃
沸点／℃
1－丁醇
－89.5
117.3
1－溴丁烷
－112.4
101.6
丁醚
－95.3
142.4
1－丁烯
－185.3
－6.5
请你补充下列实验步骤，直到分离出1－溴丁烷。
①待烧瓶冷却后，拔去竖直的冷凝管；
② ；
③ ；
④ ；
⑤ ，收集所得馏分。
⑷若实验中所取1－丁醇、NaBr分别为
7.4 g、13.0 g，蒸出的粗产物经洗涤、干燥后再次蒸馏得到9.6 g 1－溴丁烷，则
1－溴丁烷的产率是 。
B组
4．某化学小组采用类似制乙酸乙酯的装置（如图），以环己醇制备环己烯：

密度
(g/cm3)
熔点
(℃)
沸点
(℃)
溶解性
环己烷
0.96
25
161
能溶于水
环己烯
0.81
-103
83
难溶于水
⑴制备粗品
将12.5mL环己醇加入试管A中，再加入lmL浓硫酸，摇匀后放入碎瓷片，缓慢加热至反应完全，在试管C内得到环己烯粗品。
①A中碎瓷片的作用是________，导管B除了导气外还具有的作用是　　　　　　　。
②试管C置于冰水浴中的目的是____________________________________。
⑵制备精品
①环己烯粗品中含有环己醇和少量酸性杂质等。加入饱和食盐水，振荡、静置、分层，环己烯在　　　　　层（填上或下），分液后用　　　　（填入编号）洗涤。
a．KMnO4溶液 b．稀H2SO4 c．Na2CO3溶液
②蒸馏时要加入生石灰，目的是_________________。
③收集产品时，控制的温度应在_________左右，实验制得的环己烯精品质量低于理论产量，可能的原因是　　　　 　
a．蒸馏时从70℃开始收集产品 b．环己醇实际用量多了
c．制备粗品时环己醇随产品一起蒸出
5．苯甲醛在医药、染料、香料等行业有着广泛的应用。实验室通过下图所示的流程由甲苯氧化制备苯甲醛。（已知：苯甲醛难溶于水，能被O2氧化为苯甲酸）

⑴Mn2O3氧化甲苯的反应需要不断搅拌，搅拌的作用是______________。
⑵甲苯经氧化后得到的混合物通过结晶、过滤进行分离。该过程中需将混合物冷却，其目的是_____________________________________________________________。
⑶实验过程中，可循环使用的物质分别为_____________、_____________。
⑷实验中分离甲苯和苯甲醛要用到温度计，则采用的操作Ⅰ是 ，
其原理是____________________________________________________________。
⑸实验中发现，反应时间不同苯甲醛的产率也不同（数据见下表）。
反应时间/h
1
2
3
4
5
苯甲醛产率/%
76.0
87.5
83.6
72.5
64.8
请结合苯甲醛的结构，分析当反应时间过长时，苯甲醛产率下降的原因_________
_________________________________________________________________。
6．中学课本中介绍了如下实验：把一端弯成螺旋状的铜丝放在酒精灯外焰加热，待铜丝表面变黑后立即把它插入盛有约2 mL乙醇的试管里，反复操作几次。
⑴请你评价若用上述方法制取乙醛存在哪些不足： 。
⑵课外活动小组甲，自行设计了下图装置进行乙醇的催化氧化实验并制取乙醛，图中铁架台等装置已略去。请回答下列问题：

实验前，首先检查装置的气密性，然后分别向试管A中加入乙醇，C中加入水；
实验时，先加热B装置中的玻璃管，约1分钟后鼓入空气，此时铜丝即呈红热状态。若把酒精灯撤走，控制一定的鼓气速度，铜丝能长时间保持红热直到实验结束。
①乙醇的催化氧化反应是 反应（填“放热”或“吸热”），该反应的化学方程式为_____________________________________________________；
②通入空气的速度过快或过慢都不利于反应的进行，控制气体流速的实验操作现象是：________________________________________________________；
⑶课外活动小组乙，在研究了课外活动小组甲的方案后，认为该方案中有不足和不安全的地方。课外活动小组乙对甲的方案提出改进意见：
①将A装置浸在70～80℃的水浴中，目的是____________________________；
②装置B、C之间接上D装置，请你在上面方框中，画出D的装置图。
③如果在装置B、C之间不增加D装置，提出你对实验改进的意见：____________。
7．1,2－二溴乙烷可作抗爆剂的添加剂，常温下它是无色液体，密度2.18g/cm3，沸点131.4℃，熔点9.79℃，不溶于水，易溶于醇、醚、丙酮等有机溶剂。在实验室中可用下图所示装置制备1,2－二溴乙烷。图中分液漏斗和烧瓶a中装有乙醇和浓H2SO4的混合液，试管d中装有液溴（表面覆盖少量水）。
填写下列空白：
⑴写出本题中制备1,2－二溴乙烷的两个化学反应方程式：_______ __。
⑵安全瓶b可以防止倒吸，并可检查实验进行时试管d是否发生堵塞，请写出发生堵塞时瓶b中的现象________________________________________________________。
⑶容器c中的NaOH溶液的作用是：_______________________________________。
⑷某学生在做此实验时，使用一定量的液溴，当溴全部褪色时，所消耗乙醇和浓硫酸混合液的量，比正常情况下超过许多，如果气密性没有问题，从实验操作的角度分析，其可能的原因是___________________________________________。
第2课时
A组
1．⑴增大乙醇的浓度 移去生成物
⑵原料来不及反应就被蒸出 温度过高发生了副反应 冷凝效果不好，部分产物挥发了(任意两种)
⑶产生大量废液(或造成环境污染) 部分原料碳化 催化剂重复使用困难 催化效果不理想(任填两种)
⑷吸收随乙酸乙酯蒸出的少量酸性物质和乙醇
⑸①C ②乙醇脱水生成了乙醚
2．⑴水浴、酒精灯、烧杯、温度计
⑵洗涤晶体表面附着的杂质、减少阿斯匹林因溶解而引起的损耗、
⑶使阿斯匹林转化为可溶性盐，而与不溶性的物质相互分离。
将阿斯匹林的可溶性盐重新转化为阿斯匹林，从而达到提纯的目的
⑷向水中加入少量产品，然后滴加FeCl3溶液，若有紫色出现，说明产品中有水杨酸；若无紫色出现，说明产品中不含水杨酸
3．⑴充分反应，提高反应物的转化率
⑵①石蕊试液（或AgNO3溶液）、溴水（或酸性KMnO4溶液）
②不可以，产物1－溴丁烷中也含有“－CH2CH2CH2CH3”
⑶②插上带橡皮塞的温度计 ③关闭a，打开b
④接通冷凝管的冷凝水，使冷水从d处流入 ⑤迅速升高温度至101.6℃
⑷70％
B组
4．⑴①防暴沸 冷凝 ②防止环己烯挥发
⑵①c ②g 吸收残留的水分 ③83℃ c 　　 ⑶b c
5．⑴使反应物充分接触，增大反应速率 ⑵降低MnSO4的溶解度
⑶稀硫酸 甲苯 ⑷蒸馏 利用甲苯和苯甲醛的沸点差异使二者分离 ⑸部分苯甲醛被氧化成苯甲酸
6．⑴操作麻烦、乙醇转化率低
⑵①放热2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O
②观察甲中单位时间内的气泡数
⑶①使生成乙醇蒸汽的速率加快 ②见右图
③将试管丁浸在冰水中，产物不用水吸收而是直接冷却
7．⑴C2H5OHCH2 ＝CH2↑＋H2O CH2＝CH2＋Br2 → CH2Br－CH2Br
⑵b中水面下降，玻璃管中水柱上升，甚至溢出　⑶除去乙烯带出的酸性气体CO2、SO2
⑷乙烯通过液溴太快；实验中，乙醇和浓H2SO4混合液没有迅速达到170℃

某化学小组在实验室用下图提供的仪器制备溴乙烷。

已知：①反应原理：
NaBr+H2SO4（较浓）NaHSO4+HBr
HBr+C2H5OHC2H5Br+H2O

②反应物用量：NaBr(S)25g，无水乙醇15mL，浓H2SO4 30mL，水15mL
③溴乙烷和乙醇的部分物理性质如下表

密度/g·mL-1
沸点/℃
溶解性
溴乙烷
1.461
38
难溶于水
乙醇
0.789
78
易溶于水
回答下列问题：
⑴若烧瓶内液体的体积不小于烧瓶容积的1/2且不大于2/3，则反应装置中，烧瓶容积最合适的是 （填序号）。
A．50mL B．150 mL C．200 mL
⑵连接上述仪器的顺序是：1接( )接( )接( )接( )接( )（填数字）。
你认为反应后溴乙烷在 （填“烧瓶”或“烧杯”）中
⑶根据反应原理水不是反应物，那么在反应物中加水的目的是
①
②
⑷粗制溴乙烷常呈黄色，是因为溴乙烷中混有 ，除去该杂质的试剂和方法是 。
⑴B（2分）
⑵1 6 5 4 3 2 （1分）；烧杯（1分）
⑶①稀释浓硫酸，降低其氧化性，减少副产品溴的生成；（1分）
②溶解HBr，防止HBr大量逸出，影响产品的生成。（1分）
⑷Br2（1分）； NaOH溶液（1分），分液取下层（1分）
⑸取分液后的产品少量，加NaOH溶液加热（1分），在加热后的溶液中加HNO3使其呈酸性（1分），再向其中滴加AgNO3（1分）。若有沉淀生成，证明C2H5Br生成。（1分）

2．
10．
．1，2，3，4-四氢化萘的结构简式是 ，分子式是C10H12。常温下为无色液体，有刺激性气味，沸点207℃，不溶于水，是一种优良的溶剂，它与液溴发生反应：C10H12+4Br2C10H8Br4+4HBr。生成的C10H8Br4常温下为固态，不溶于水。有人用四氢化萘、液溴、蒸馏水和纯铁粉为原料，制备少量饱和氢溴酸溶液，实验步骤如下：
①按一定质量比把四氢化萘和水加入适当的容器中，加入少量纯铁粉。
②慢慢滴入液溴，不断搅拌，直到反应完全。
③取下反应容器，补充少量四氢化萘，直到溶液颜色消失。
④过滤，将滤液倒入分液漏斗中，静置，所得到的“水层”即氢溴酸溶液。
回答下列问题：
⑴下面示意图中的装置，适合步骤①和②操作的是 。

⑵步骤②中如何判断“反应完全” ，C10H8Br4的结构简式为 。
⑶步骤③中补充少量四氢化萘的目的是 ；步骤④中过滤的目的是 　　　　　　　　　　 ，所需的玻璃仪器有 。
⑷已知在实验条件下，饱和氢溴酸水溶液中氢溴酸的质量分数是66%，如果溴化反应进行完成，则步骤①中四氢化萘和水的质量比约是1︰ （保留小数点后1位）。
（1）D （2）加入的液溴颜色基本不褪
（3）除去过量的溴 除去四溴化萘和铁粉 漏斗、玻璃棒、烧杯 （4）1.3
实验室制硝基苯的装置如图所示：
①配制一定比例的浓硫酸与浓硝酸的混合酸，加入反应容器中。
②向室温下的混合酸中逐滴加入一定量的苯，充分振荡，混合均匀。
③在50~60℃发生反应，直到反应结束。除去混合酸后得到粗硝基苯。
④依次用蒸馏水和5%的氢氧化钠溶液洗涤，最后再用蒸馏水洗涤。
⑤将无水氯化钙干燥后的粗硝基苯蒸馏，得到硝基苯。
填空：
⑴制硝基苯的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
⑵配制一定比例的浓硫酸与浓硝酸的混合酸，混合的顺序是　　　　　　　　　　　　。
⑶步骤③中，为了使反应在60℃下进行，常用的加热方法如上图，该方法叫 ，在步骤④中，分离出粗硝基苯使用的一种主要仪器是　　 　　　。
⑷在步骤④中，粗产品用5%NaOH溶液洗涤的目的是　　 　。
⑸在上图装置中，胶塞上的长导管（约30cm）的作用是　　　。
⑹将用无水CaCl2干燥后的粗硝基苯蒸馏，可用右图装置
以下物质的分离宜用蒸馏方法的是（括号内为杂质）　 　。
a．水（氯化钠） b．乙醇（水） c．硝酸钾（氯化钠）
⑴
⑵将浓硝酸注入容器中，再慢慢加入浓硫酸。
⑶水浴加热 分液漏斗 ⑷除去粗产品中的残余酸
⑸使反应物冷凝回流 ⑹a，b
双酚A(BPA)是一种重要的有机化工原料，主要用于合成环氧树脂和聚碳酸树脂塑料。双酚A的合成一般是在质子酸的催化下，由苯酚和丙酮缩合而成的。双酚A的制备原理如下：

某中学研究性学习小组在查阅了有关文献后，拟按下列步骤合成双酚A。
一、实验步骤
①在100ml，三口烧瓶中加入4.7g苯酚及8.5ml甲苯，并将
3.5mL 80％硫酸缓缓加入瓶中，然后在搅拌下加入0.25g
巯基乙酸助催化剂，最后迅速滴加2mL丙酮(过量)。
②控制反应温度不超过35℃。滴加完毕后，保温搅拌1h。
③将产物倒入50mL冷水中，静置。待完全冷却后，抽滤，
并用冷水将固体产物洗涤即得粗产物。
④滤液中甲苯分出后倒入回收瓶中。
⑤粗产物干燥后，进行重结晶，最后得纯品2.85g。
二、问题探究
(1)控制在35—40℃的条件下反应，你建议的加热方法是：_______ (选填序号：a。水浴加热 b，油浴加热 c．直接加热 d．沙浴加热)，
滴液漏斗C处导管作用：___________________。
(2)步骤③粗产品用冷水洗涤时，如何确定已洗涤干净。__________________________
(3)所得双酚A的产率为：_________________________。
(4)离子液体是绿色合成最有效途径，具有非挥发性、较高选择性，Et3NHCl－AlCl3离子液体为催化剂，常温下合成收率可达85.1％。而上述常规合成，从催化剂及溶剂角度考虑会造成什么问题，列举两条： 。
(5)双酚A可与丙二酸缩合得一种新型树脂，该合成反应原理是(用方程式表示)。

⑴a 使装置内处于恒压状态，便于液体能顺利滴下
⑵洗涤置滤液不显酸性
⑶52.7%
⑷产生大量的酸性废液和有机废液，部分原料炭化，催化剂重复使用困难，催化剂使用效果不理想，使用了大量有毒物质，回收苯耗能多
⑸
9