高三化学复习难点13——
有机背景下的化学实验综合题
有机背景下的化学实验综合题试题陌生度高，这是为了体现高考公平性。有机素材远多于无机素材，取材命题内容丰富，联系生产生活有实用价值，考查实验知识涉及面广，容易结合实验原理、实验流程、定性定量等问题，综合性强，试题新颖，但试题设问的落脚点多是实验基础知识和基本技能，实为以考查化学实验与探究能力。因此，没必要在有机背景上恐惧担心，只要认真结合有机物制备、收集、分离、提纯、检验等实验特点，明确此类实验题的解题思维程序，完全可以从容应对并破解这一难点。
1．(2015全国I卷26)草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中，其K1=
5.4×10－2，K2=5.4×10－5。草酸的钠盐和钾盐易溶于水，而其钙盐难溶于水。草酸晶体(H2C2O4·2H2O)无色，熔点为101℃，易溶于水，受热脱水、升华，170℃以上分解。回答下列问题：
(1)甲组同学按照如图所示的装置，通过实验检验草酸晶体的分解产物。装置C中可观察到的现象是________ ，由此可知草酸晶体分解的产物中有_______ 。装置B的主要作用是_______ 。
(2)乙组同学认为草酸晶体分解的产物中含有CO，为进行验证，选用甲组实验中的装置A、B和下图所示的部分装置(可以重复选用)进行实验。
①乙组同学的实验装置中，依次连接的合理顺序为A、B、______ 。
装置H反应管中盛有的物质是_______ 。
②能证明草酸晶体分解产物中有CO的现象是_______ 。
(3)设计实验证明：①草酸的酸性比碳酸的强______ 。
②草酸为二元酸______
。
2．(2014全国I卷26)乙酸异戊酯是组成蜜蜂信息素的成分之一，具有香蕉的香味。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：
实验步骤：在A中加入4.4g异戊醇、6.0g乙酸、数滴浓硫酸和2～3片碎瓷片。开始缓慢加热A，回流50min。反应液冷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；分出的产物加入少量无水MgSO4固体，静置片刻，过滤除去MgSO4固体，进行蒸馏纯化，收集140～143 ℃馏分，得乙酸异戊酯3.9g。回答下列问题：
(1)仪器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的上口倒出
b．直接将乙酸异戊酯从分液漏斗的下口放出
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倒出
(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MgSO4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)。
(7)本实验的产率是________(填标号)。
a．30% b．40% c．60% d．90%
(8)在进行蒸馏操作时，若从130 ℃便开始收集馏分，会使实验的产率偏__________(填“高”或“低”)，其原因是_____ _。
3．(2013全国I卷26)醇脱水是合成烯烃的常用方法，实验室合成环乙烯的反应和实验装置如下：
可能用到的有关数据如下：
合成反应：
在a中加入20g环乙醇和2小片碎瓷片，冷却搅动下慢慢加入1mL浓硫酸，b中通入冷却水后，开始缓慢加热a，控制馏出物的温度不超过90℃。
分离提纯：
反应粗产物倒入分液漏斗中分别用少量5%碳酸钠溶液和水洗涤，分离后加入无水氯化钙颗粒，静置一段时间后弃去氯化钙，最终通过蒸馏得到纯净环乙烯10g。回答下列问题：
(1)装置b的名称是________________。
(2)加入碎瓷片的作用是____________；如果加热一段时间后发现忘记加瓷片，应该采取的正确操作是________(填正确答案标号)。
A．立即补加 B．冷却后补加 C．不需补加 D．重新配料
(3)本实验中最容易产生的副产物的结构简式为_________。
(4)分液漏斗在使用前须清洗干净并_______；在本实验分离过程中，产物应该从分液漏斗的_____________(填“上口倒出”或“下口倒出”)。
(5)分离提纯过程中加入无水氯化钙的目的是_____________。
(6)在环乙烯粗产物蒸馏过程中，不可能用到的仪器有__________(填正确答案标号)。
A．圆底烧瓶 B．温度计 C．吸滤瓶 D．球形冷凝管 E．接收器
(7)本实验所得到的环乙烯产率是______________(填正确答案标号)。
A．41% B．50% C．61% D．70%
4．(2013全国Ⅱ卷26)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。发生的反应如下：
CH3CH2CH2CH2OH
CH3CH2CH2CHO
反应物和产物的相关数据列表如下：
沸点/ ℃
密度/(g/cm3)
水中溶解性
正丁醇
117.2
0.8109
微溶
正丁醛
75.7
0.8017
微溶
实验步骤如下：
将6.0gNa2Cr2O7放入100mL烧杯中，加30mL水溶解，再缓慢加入5mL浓硫酸，将所得溶液小心转移至B中。在A中加入4.0g正丁醇和几粒沸石，加热。当有蒸汽出现时，开始滴加B中溶液。滴加过程中保持反应温度为90—95℃，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75—77℃馏分，产量2.0g。
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 （填正确答案标号）。
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 层（填“上”或“下”）
(6)反应温度应保持在90—95℃，其原因是 。
(7)本实验中，正丁醛的产率为 %。
5．(2015上海高考37-40)甲醛是深受关注的有机化合物。甲醛含量的测定有多种方法，例如：在调至中性的亚硫酸钠溶液中加入甲醛水溶液，经充分反应后，产生的氢氧化钠的物质的量与甲醛的物质的量相等，然后用已知浓度的硫酸滴定氢氧化钠。完成下列填空：
(1)将4.00 mL甲醛水溶液加入到经调至中性的亚硫酸钠溶液中，充分反应后，用浓度为1.100mol/L的硫酸滴定，至终点时耗用硫酸20.00mL。甲醛水溶液的浓度为 mol/L。
(2)上述滴定中，若滴定管规格为50mL，甲醛水溶液取样不能超过 mL。
(3)工业甲醛含量测定的另一种方法：在甲醛水溶液中加入过氧化氢，将甲醛氧化为甲酸，然后用已知浓度的氢氧化钠溶液滴定。
HCHO+H2O2 →HCOOH+H2O NaOH+HCOOH→HCOONa+H2O
已知H2O2能氧化甲酸生成二氧化碳和水。
如果H2O2用量不足，会导致甲醛含量的测定结果 (选填“偏高”、“偏低”或“不受影响”)，因为 ；如果H2O2过量，会导致甲醛含量的测定结果 (选填“偏高”、“偏低”或“不受影响”)，因为 。
(4)甲醛和新制氢氧化铜的反应显示了甲醛的还原性，发生反应的化学方程式通常表示如下：HCHO +2Cu(OH)2
HCOOH + Cu2O↓+ 2H2O
若向足量新制氢氧化铜中加入少量甲醛，充分反应，甲醛的氧化产物不是甲酸或甲酸盐，设计一个简单实验验证这一判断。
①主要仪器：试管 酒精灯
②可供选用的试剂：硫酸铜溶液、甲醛、甲酸、氢氧化钠溶液
6．(2012海南高考17)实验室制备1，2-二溴乙烷的反应原理如下：
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—二溴乙烷的装置如下图所示：
有关数据列表如下：回答下列问题：
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／℃
-l30
9
-1l6
(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 (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 ，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 。
(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 层(填“上”、“下”)。
(5)若产物中有少量未反应的Br2，最好用 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 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 ；但又不能过度冷却(如用冰水)，其原因是 。
7．(2014浙江高考28)葡萄糖酸钙是一种可促进骨骼生长的营养物质。葡萄糖酸钙可通过以下反应制得：
C6H12O6(葡萄糖)+Br2+H2O
C6H12O7(葡萄糖酸)+2HBr
2C6H12O7(葡萄糖酸)+CaCO3
Ca(C6H11O7)2(葡萄糖酸钙)+H2O
+CO2↑
相关物质的溶解性见下表：
物质名称
葡萄糖酸钙
葡萄糖酸
溴化钙
氯化钙
水中的溶解性
可溶于冷水
易溶于热水
可溶
易溶
易溶
乙醇中的溶解性
微溶
微溶
可溶
可溶
实验流程如下：
C6H12O6溶液：①滴加3%溴水/55℃ ②过量CaCO3/70℃ ③趁热过滤④乙醇 悬浊液 ⑤抽滤 ⑥洗涤 ⑦干燥 Ca(C6H11O7)2
请回答下列问题：
(1)第①步中溴水氧化葡萄糖时，下列装置最合适的是________。
制备葡萄糖酸钙的过程中，葡萄糖的氧化也可用其它试剂，下列物质中最适合的是________。
A．新制Cu(OH)2悬浊液 B．酸性KMnO4溶液
C．O2/葡萄糖氧化酶 D．[Ag(NH3)2]OH溶液
(2)第②步充分反应后CaCO3固体需有剩余，其目的是_____________；
本实验中不宜用CaCl2替代CaCO3，理由是______________________。
(3)第③步需趁热过滤，其原因是____________________________。
(4)第④步加入乙醇的作用是__________________________________。
(5)第⑥步中，下列洗涤剂最合适的是__________。
A．冷水 B．热水 C．乙醇 D．乙醇－水混合溶液
参考答案：
1．(1)有气泡产生，澄清石灰水变浑浊 CO2
冷凝水蒸气和升华产生的草酸，防止草酸加入C装置生产草酸钙沉淀，干扰CO2检验
(2)①F、D、G、H、D CuO(氧化铜)
②H前的装置D中的石灰水不变浑浊，H后的装置D中的石灰水变浑浊
(3)①向1mol·L-1NaHCO3溶液中加入1mol·L-1的草酸溶液，若产生大量气泡则说明草酸的酸性比碳酸强
②用NaOH标准溶液滴定草酸溶液，消耗NaOH的物质的量是草酸两倍，则说明草酸是二元酸
或将浓度均为0.1mol·L-1的草酸和氢氧化钠溶液等体积混合，测反应后的溶液的pH，若溶液呈酸性，则说明草酸是二元酸
2．(1)球形冷凝管 (2)洗掉大部分硫酸和醋酸 洗掉碳酸氢钠
(3)d (4)提高醇的转化率和提高酯的产率 (5)干燥 (6)b
(7)c 8)高 收集到的酯中含有少量未反应的异戊醇
3．(1)直形冷凝管 (2)防止暴沸 B (3)
(4)检漏 上口倒出 (5)干燥(或除水除醇) (6)CD (7)C
4．(1)不能，浓硫酸溶于水放出大量热，易造成溶液飞溅伤人
(2)防止暴沸 冷却后再补加沸石 (3)分液漏斗 直形冷凝管 (4)C (5)下
(6)以保证正丁醛能被及时蒸出，促进反应正向进行；同时也避免了其在较高温度下被氧化 (7)51
5．(1)11 (2)10
(3)偏低 甲醛未完全氧化为甲酸，使消耗的NaOH标准溶液少 偏低
将甲醛氧化的甲酸进一步氧化为二氧化碳和水，使消耗的NaOH标准溶液少
(4)向试管中加入2mL10％的NaOH溶液，然后向其中滴加2％的CuSO4溶液4-6滴，产生Cu(OH)2蓝色絮状沉淀，取少量反应后的溶液，加入到新制
Cu(OH)2悬浊液中，加热煮沸，观察有无砖红色沉淀产生，若有，证明含有甲酸或甲酸盐，否则，不含有甲酸或甲酸盐
6．(1)d (2)c (3)溴的颜色完全褪去 (4)下 (5)b (6)蒸馏
(7)避免溴大量挥发 1，2－二溴乙烷的熔点低(9℃)，过度冷却会凝固而堵塞导管
7．(1)B C
(2)提高葡糖糖的转化率，便于后面的分离
(3)葡萄糖酸钙冷却后悔结晶，如不趁热过滤会损失产品
(4)可降低葡糖糖酸钙在溶液中的溶解度，有利于葡萄糖酸钙的析出
(5)D
