实验室制备叔丁基苯()的反应和有关数据如下:
+ClC(CH3)3 +HCl
物质 | 相对分子质量 | 密度/g∙cm-3 | 熔点/℃ | 沸点/℃ | 溶解性 |
AlCl3 | —— | —— | 190 | 易升华 | 遇水极易潮解并产生白色烟雾,微溶于苯 |
苯 | 78 | 0.88 | —— | 80.1 | 难溶于水,易溶于乙醇 |
氯代叔丁烷 | 92.5 | 1.85 | —— | 51.6 | 难溶于水,可溶于苯 |
叔丁基苯 | 134 | 0.87 | —— | 169 | 难溶于水,易溶于苯 |
I.如图是实验室制备无水AlCl3可能需要的装置:
A. B. C. D. E. F.
(1)检查B装置气密性的方法是__________。
(2)制备无水AlCl3的装置的合理的连接顺序为________(填小写字母),其中E装置的作用是___________。
(3)实验时应先加热圆底烧瓶再加热硬质玻璃管,其原因是________。
II.如图是实验室制备叔丁基苯的装置(夹持装置略):
在三颈烧瓶中加入50mL的苯和适量的无水AlCl,由恒压漏斗滴加氯代叔丁烷10 mL,一定温度下反应一段时间后,将反应后的混合物洗涤分离,在所得产物中加入少量无水MgSO4固体,静置,过滤,蒸馏得叔丁基苯20 g。
使用恒压漏斗的优点是_________;加入无水MgSO4固体的作用是____________________________________。
(5)洗涤混合物时所用的试剂有如下三种,正确的使用顺序是__________(填序号)
①5%的Na2CO3溶液 ②稀盐酸 ③H2O
(6)本实验中叔丁基苯的产率为______________(保留3位有效数字)
高三化学实验题中等难度题
实验室制备叔丁基苯()的反应和有关数据如下:
+ClC(CH3)3 +HCl
物质 | 相对分子质量 | 密度/g∙cm-3 | 熔点/℃ | 沸点/℃ | 溶解性 |
AlCl3 | —— | —— | 190 | 易升华 | 遇水极易潮解并产生白色烟雾,微溶于苯 |
苯 | 78 | 0.88 | —— | 80.1 | 难溶于水,易溶于乙醇 |
氯代叔丁烷 | 92.5 | 1.85 | —— | 51.6 | 难溶于水,可溶于苯 |
叔丁基苯 | 134 | 0.87 | —— | 169 | 难溶于水,易溶于苯 |
I.如图是实验室制备无水AlCl3可能需要的装置:
A. B. C. D. E. F.
(1)检查B装置气密性的方法是__________。
(2)制备无水AlCl3的装置的合理的连接顺序为________(填小写字母),其中E装置的作用是___________。
(3)实验时应先加热圆底烧瓶再加热硬质玻璃管,其原因是________。
II.如图是实验室制备叔丁基苯的装置(夹持装置略):
在三颈烧瓶中加入50mL的苯和适量的无水AlCl,由恒压漏斗滴加氯代叔丁烷10 mL,一定温度下反应一段时间后,将反应后的混合物洗涤分离,在所得产物中加入少量无水MgSO4固体,静置,过滤,蒸馏得叔丁基苯20 g。
使用恒压漏斗的优点是_________;加入无水MgSO4固体的作用是____________________________________。
(5)洗涤混合物时所用的试剂有如下三种,正确的使用顺序是__________(填序号)
①5%的Na2CO3溶液 ②稀盐酸 ③H2O
(6)本实验中叔丁基苯的产率为______________(保留3位有效数字)
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实验室制备硝基苯的反应原理和实验装置如下:
存在的主要副反应有:在温度稍高的情况下会生成间二硝基苯,有关数据如表:
物质 | 熔点/℃ | 沸点/℃ | 密度/ g·cm-3 | 溶解性 |
苯 | 5.5 | 80 | 0.88 | 微溶于水 |
硝基苯 | 5.7 | 210.9 | 1.205 | 难溶于水 |
间二硝基苯 | 89 | 301 | 1.57 | 微溶于水 |
浓硝酸 | 83 | 1.4 | 易溶于水 | |
浓硫酸 | 338 | 1.84 | 易溶于水 |
实验步骤如下:
取100 mL烧杯,用20 mL浓硫酸与18 mL浓硝酸配制混合液,将混合酸小心加入B中,把18 mL(15.84 g)苯加入A中。向室温下的苯中逐滴加入混酸,边滴边搅拌,混合均匀,在50~60 ℃下发生反应,直至反应结束。
将反应液冷却至室温后倒入分液漏斗中,依次用少量水、5% NaOH溶液和水洗涤。分出的产物加入无水CaCl2颗粒,静置片刻,弃去CaCl2,进行蒸馏纯化,收集205~210 ℃馏分,得到纯硝酸基苯18 g。回答下列问题:
(1)装置B的名称是___________,装置C的作用是____________________。
(2)配制混合液时,________(填“能”或“不能”)将浓硝酸加入到浓硫酸中,说明理由:____________________________________________。
(3)为了使反应在50~60 ℃下进行,常用的方法是____________。
(4)在洗涤操作中,第二次水洗的作用是_____________________。
(5)在蒸馏纯化过程中,因硝基苯的沸点高于140 ℃,应选用空气冷凝管,不选用直形冷凝管的原因是________________________________。
(6)本实验所得到的硝基苯产率是______________________________。
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茉莉醛被广泛应用于食品、化妆品和洗涤剂中。实验室制备茉莉醛的反应:+CH3(CH2)5CHO +H2O,有关数据如下表:
相对分子质量 | 密度/g·cm-3 | 沸点/℃ | |
苯甲醛 | 106 | 1.04 | 179 |
庚醛 | 114 | 0.85 | 153 |
茉莉醛 | 202 | 0.97 | 287 |
实验室制备茉莉醛的装置示意图如下:
实验步骤:
在a中加入5.30 mL苯甲醛、5 mL95%乙醇、12 mL10%KOH溶液,在c中加入6.84 g庚醛。搅拌并加热至60~65℃,打开c向a中缓慢滴加庚醛。保温搅拌反应3 h。反应待冷却后,静置分层,分出有机层,水层用20 mL二氯甲烷分两次萃取,萃取分液后与有机层合并,有机层再用10 mL水洗涤3次,洗涤后加入无水Na2SO4。蒸馏,收集287~290℃馏分,馏分用柱色谱法进行分离,得纯净的茉莉醛4.04g。已知:柱色谱分离中,先将液体样品从柱顶加入,流经吸附柱时,即被吸附在柱的上端,然后从柱顶加入洗脱剂,由于吸附剂对各组分吸附能力不同,各组分以不同速度沿柱下移,从而达到分离的效果。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是___________,实验中应采取的加热方法是___________。
(2)在洗涤操作中,用水洗涤的主要目的是________,加入无水Na2SO4的目的是________。
(3)用二氯甲烷萃取分液时,水层在_____(填“上”或“下”)层。
(4)柱色谱法分离中使用的吸附剂为硅胶或碳酸钙,除此之外,还可以使用_______(填序号)
①活性炭 ②氯化钠 ③氧化铝 ④碳酸钾
(5)柱色谱法分离过程中,如果洗脱剂加入速度太快,会使产品产率_______(填“偏高”、“不变”、“偏低”)
(6)本实验所得茉莉醛产率为______%。
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工业上用过量的乙酸和异成醇制备乙酸异戊酯,原理(如图所示) 和有关数据如下:
物质 | 相对分子质量 | 密度/(g·cm-3) | 熔点/℃ | 沸点/℃ | 水中溶解度 |
异戊醇 | 88 | 0.8123 | -117 | 131 | 微溶 |
乙酸 | 60 | 1.0492 | 17 | 118 | 溶 |
乙酸异戊酯 | 130 | 0.8670 | -78 | 142 | 难溶 |
下列说法正确的是
A. 常温下,可用过滤的方法分离乙酸异戊酯和水溶液
B. 反应中,加入过量的乙酸的主要目的是加快该反应的反应速率
C. 为了除去产物中混有的乙酸,可以向混合物中加入足量饱和Na2CO3溶液,充分振荡后静置、分液
D. 为了除去产物中混有的异戊醇,应选择如图所示装置中的c装置
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硝基苯是重要的化工原料,用途广泛。制备反应如下:
组装如右上图反应装置。 制备、提纯硝基苯流程如下:
可能用到的有关数据列表如下:
物 质 | 熔点/℃ | 沸点/℃ | 密度(20 ℃)/g · cm-3 | 溶解性 |
苯 | 5.5 | 80 | 0.88 | 微溶于水 |
硝基苯 | 5.7 | 210.9 | 1.205 | 难溶于水 |
浓硝酸 | — | 83 | 1.4 | 易溶于水 |
浓硫酸 | — | 338 | 1.84 | 易溶于水 |
请回答下列问题:
(1)配制混酸应在烧杯中先加入 ;实验装置中长玻璃管最好用________代替(填仪器名称);恒压滴液漏斗的优点是 。
(2)反应温度控制在50~60 ℃的原因是 ;反应结束后产物在 层(填“上”或者“下”),步骤②分离混酸和产品的操作名称是 。
(3)用Na2CO3溶液洗涤之后再用蒸馏水洗涤时,怎样验证液体已洗净? 。
(4)固体D的名称为 。
(5)用铁粉、稀盐酸与硝基苯(用Ph-NO2表示 )反应可生成染料中间体苯胺(Ph-NH2),其反应的化学方程式为 。
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(14分)实验室制备甲基丙烯酸甲酯的反应装置示意图和有关信息如下:
药品 | 相对分子质量 | 熔点/℃ | 沸点/℃ | 溶解性 | 密度(g•cm-3) |
甲醇 | 32 | -98 | -64.5 | 与水混溶,易溶于有机溶剂 | 0.79 |
甲基丙烯酸 | 86 | 15 | 161 | 溶于热水,易溶于有机剂 | 1.01 |
甲基丙烯酸甲酯 | 100 | -48 | 100 | 微溶于水,易溶于有机溶剂 | 0.944 |
实验步骤:
向100mL烧瓶中依次加入:15mL甲基丙烯酸、2粒沸石、10mL无水甲醇、适量的浓硫酸;按图示连接装置加热烧瓶中混合液,通过分水器分离出水,用锥形瓶盛接收集产生的水;当不再有水生成,停止加热;冷却后用试剂X洗涤烧瓶中的混合溶液并分离;取有机层混合液减压蒸馏,得到较纯净的甲基丙烯酸甲酯。请回答下列问题:
(1)A装置的名称是______________________。
(2)上述实验中浓硫酸有提高甲基丙烯酸甲酯产率的作用,其原理____________________.但是浓硫酸过多,产率降低,原因是________________________.
(3)上述实验可能生成的副产物结构简式为_______________(填一种即可)
(4)试剂X宜选择_________________.
a.饱和食盐水 b.氢氧化钠溶液 c.饱和碳酸钠溶液
(5)实验结束收集分水器分离出的水,并测得质量为2.70g,计算甲基丙烯酸甲酯的产率约为_______。实验中甲基丙烯酸甲酯的实际产率总是小于此计算值,其原因不可能是__________.
a.分水器收集的水里含甲酯 b.实验条件下发生副反应
c.产品精制时收集部分低沸点物质 d.产品在洗涤、蒸发过程中有损失
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苯佐卡因(对氨基苯甲酸乙酯)常用于创面、溃疡面及痔疮的镇痛。在实验室用对氨基苯甲酸()与乙醇反应合成苯佐卡因,有关数据和实验装置图如下:
相对分子质量 | 密度(g·cm-3) | 熔点/℃ | 沸点/℃ | 溶解性 | |
乙醇 | 46 | 0.79 | -114.3 | 78.5 | 与水任意比互溶 |
对氨基苯甲酸 | 137 | 1.374 | 188 | 399.9 | 微溶于水,易溶于乙醇 |
对氨基苯甲酸乙酯 | 165 | 1.039 | 90 | 172 | 难溶于水,易溶于醇、醚类 |
产品合成: 在250mL圆底烧瓶中加入8.2g对氨基苯甲酸(0.06mol) 和80mL无水乙醇(约1.4mol),振荡溶解,将烧瓶置于冰水浴并加入10mL浓硫酸,将反应混合物在80℃水浴中加热回流1h,并不时振荡。
分离提纯: 冷却后将反应物转移到400mL烧杯中,分批加入10%Na2CO3溶液直至pH=9,转移至分液漏斗中,用乙醚(密度0.714g·cm-3) 分两次萃取,并向醚层加入无水硫酸镁,蒸出醚层,冷却结晶,最终得到产物3.3g。
(1)仪器A的名称为______,在合成反应进行之前,圆底烧瓶中还应加入适量的______。
(2) 该合成反应的化学方程式是______ 。
(3)将烧瓶置于冰水浴中的目的是______ 。
(4)分液漏斗使用之前必须进行的操作是_______,乙醚层位于_______(填“上层”或“下层”);分离提纯操作加入无水硫酸镁的作用是_________。
(5)合成反应中加入远过量的乙醇目的是_________;分离提纯过程中加入10%Na2CO3溶液的作用是_________ 。
(6)本实验中苯佐卡因的产率为_________(保留3位有效数字)。该反应产率较低的原因是_________ (填标号)。
a.浓硫酸具有强氧化性和脱水性,导致副反应多 b.催化剂加入量不足
c.产品难溶于水,易溶于乙醇、乙醚 d.酯化反应是可逆反应
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实验室制备苯甲酸乙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/cm3) | 沸点/℃ | 水中溶解性 | |
苯甲酸 | 122 | 1.266 | 249 | 微溶 |
乙醇 | 46 | 0.789 | 78.3 | 溶 |
苯甲酸乙酯 | 150 | 1.045 | 213 | 难溶 |
环己烷 | 84 | 0.779 | 80.8 | 难溶 |
环已烷、乙醇和水可形成共沸物,其混合物沸点为62.1℃。
合成反应:向圆底烧瓶中加入6.1g苯甲酸、20mL无水乙醇、25mL环已烷和2片碎瓷片,搅拌后再加入2mL浓硫酸。按图组装好仪器后,水裕加热回流1.5小时。
分离提纯:继续水浴加热蒸出多余乙醇和环已烷,经分水器放出。剩余物质倒入盛有60mL冷水的烧怀中,依次用碳酸钠、无水氯化钙处理后,再蒸馏纯化,收集210~213℃的馏分。得产品5.0g。
回答下列问题:
(1)仪器A的名称为_______,冷却水应从______(填“a”或“b”)口流出。
(2)加入环己烷的目的为______________。
(3)合成反应中,分水器中会出现分层现象,且下层液体逐渐增多,当下层液体高度超过距分水器支管约2cm时开启活塞放出少量下层波体。该操作的目的为_________________。
(4)实验中加入碳酸钠的目的为__________;经碳酸钠处理后,若粗产品与水分层不清,可采取的措施为___________(填字母)。
(5)在该实验中,圆底烧瓶的容积最适合的是_____。
A.50mL B.100mL C.200mL D.300mL
(6)本实验的产率为______________。
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乙酸异戊酯是组成蜜蜂信息素的成分之一,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/℃ | 水中溶解度 | |
异戊醇 | 88 | 0.8123 | 131 | 微溶 |
乙 酸 | 60 | 1.0492 | 118 | 溶 |
乙酸异戊酯 | 130 | 0.8670 | 142 | 难溶 |
实验步骤:在A中加入4.4 g的异戊醇,6.0 g的乙酸、数滴浓硫酸和2~3片碎瓷片,开始缓慢加热A,回流50分钟,反应液冷却至室温后,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,分液出来的产物加入少量无水硫酸镁固体,静置片刻,过滤除去硫酸镁固体,进行蒸馏纯化,收集140~143 ℃馏分,得乙酸异戊酯3.9 g。回答下列问题:
(1)装置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上口倒出
B.直接将乙酸异戊酯从分液漏斗下口放出
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放出
(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硫酸镁的目的是:_________________________________。
(6)在蒸馏操作中,仪器选择及安装都正确的是:_____________(填标号)。
a b c d
(7)本实验的产率是:_________。
A.30 % B.40% C.50% D.60%
(8)在进行蒸馏操作时,若从130 ℃开始收集馏分,产率偏_________(填“高”或者“低”)。原因是___________________________________________________。
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(14分)乙酰苯胺可用作止痛剂、退热剂、防腐剂和染料中间体,实验室制备乙酰苯胺反应原理和有关数据如下:
名称 | 相对分子质量 | 性状 | 密度(g/cm3) | 沸点/℃ | 溶解度 | |
苯胺 | 93 | 无色油状液体具有还原性 | 1.02 | 184 | 微溶于水 | 均易溶于乙醇、乙醚 |
乙酸 | 60 | 无色液体 | 1.05 | 118 | 易溶于水 | |
乙酰苯胺 | 135 | 白色晶体 | 1.22 | 304 | 微溶于冷水、溶于热水 | |
实验步骤:
在50ml圆底烧瓶中加入无水苯胺5ml.,冰醋酸7.5mL,锌粉0.lg,按下图安装仪器,加入沸石,给反应器均匀加热,使反应液在微沸状态下回流,调节加热温度,使柱顶温度控制在105℃左右,反应约60~ 80nun,当反应基本完成时,停止加热.
在搅拌下,趁热将烧瓶中的物料倒人盛有l00mL冰水的烧杯中,剧烈搅拌,并冷却烧杯至室温,粗乙酰苯胺结晶析出,抽滤、洗涤、干燥,得到乙酰苯胺粗品.将粗品重结晶,抽滤,晾干,称重,计算产率,注:D为刺形分馏柱,用于沸点差别不太大的混合物的分离.
请回答下列问题:
(1)仪器B的名称 。
(2)装置图中加热可用 (填“水浴”或“油浴”)。
(3)实验中加入锌粉的目的是 。
(4)为何要控制分馏柱上端的温度在105℃左右 。
(5)通过观察到 ,现象可判断反应基本完成,反应结束后须立即倒入事先准备好的冰水中的原因 。
(6)洗涤乙酰苯胺粗品最合适的试剂是 。
a.用少量冷水洗
b.用少量热水洗
c.先用冷水洗,再用热水洗
d.用酒精洗
(7)该实验最终得到纯品1.8 g,则乙酰苯胺的产率是 。
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