题型3 化学综合实验试题的解题策略
角度1 以常见有机物的制备、分离提纯的综合实验试题
[题型解读] 有机物的制备、分离提纯在近几年的高考实验试题中已出现，并且有发展的趋势。这类有机物的制备反应来源于教材中化学反应，反应原理不是太难，故此类综合实验的难度属于中档水平。
近两年高考试题的命题角度主要有①实验装置中各部分的特点组装要求；②实验步骤中的反应原理及除杂方法和原理；③有机物的提纯方法和某些试剂的作用；④有机物产率的计算。
(2015·试题调研)(17分)冬青油是一种无色液体，某实验小组利用如图所示的
装置制备冬青油。
化学反应原理和实验装置如下所示：
产物的有关数据如表所示：
冬青油 实验步骤如下所示： ①向三颈瓶中加入6.9 g(0.05 mol)水杨酸和24 g(0.75 mol)甲醇，再小心地加入6 mL浓硫酸，摇匀。
②加入2粒沸石(或碎瓷片)，装上仪器a在石棉网上保持温度在85～95 ℃，回流1.5 h。 ③反应完毕，将烧瓶冷却，加入5 mL蒸馏水，然后转移至分液漏斗，弃去水层，将有机层再倒入分液漏斗中，依次用50 mL 5%碳酸氢钠溶液和30 mL水洗涤。
相对分子质量 密度/g·cm 沸点/℃ 152 1.180 222.2 －3溶解性 微溶于水
④将产物移至干燥的锥形瓶中，加入0.5 g无水氯化钙。
⑤最后将粗产品进行蒸馏，收集221～224 ℃的馏分，质量为6.8 g。 请回答下列问题：
(1)本实验中浓硫酸的作用是__________________________________。 (2)装置中仪器a的名称是__________________________________________； 进水口为________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。温度计的适宜规格为______________(填代号)。
①50 ℃ ②100 ℃ ③300 ℃
(3)用碳酸氢钠溶液洗涤的目的是___________________________________； 用水洗涤时，产品在________(填“上”或“下”)层。
(4)加入无水氯化钙的目的是_______________________________________； 步骤②忘加沸石，如何操作_______________________________________。 (5)本次实验中冬青油的产率为_____________________________________。 【信息提取】
??反应特点：可逆反应
①已知反应??
?浓H2SO4作催化剂?
?吸水促进反应
??ρ＝1.180??
??有机物在水的下层 ②表格数据?
??微溶于水??
③水杨酸(0.05 mol)和甲醇(0.75 mol)?反应时水杨酸完全反应?冬青油的理论物质的量为0.05 mol。
【标准答案】 (1)催化剂、吸水剂(2分) (2)球形冷凝管(2分) Ⅰ(1分) ②(2分) (3)除去水杨酸和硫酸(2分) 下(1分)
(4)除去粗产品中的水分(2分) 停止加热，冷却后再补加沸石(2分) (5)89.5%(3分)
【评分细则】 (1)只答“催化剂”或“吸水剂”不给分，答“脱水剂”不给分。 (2)答“冷凝管”也给分，有错别字不给分。
(3)只除去“水杨酸”或“硫酸”给1分，答“除去酸性物质”给1分。 (4)“对粗产品干燥”也给分；无“停止加热、冷却”不给分。 (5)“90%”或“89.48%”也给分。
1．审题忠告
(1)审清反应原理(试剂要求、反应条件、产物性质) (2)审清装置的设计问题
①球形冷凝管中的水流方向(下口进水，上口出水)。②温度计的位置。③烧瓶、三颈瓶的容量大小。④尾气处理、加热方式(水浴、油浴等)。
(3)审清实验步骤①加试剂顺序；②反应制备；③除杂分离提纯试剂和方法。 (4)审清反应物的量，确定过量反应物，用少量反应物计算产品的理论量，再算产率。 2．答题忠告
(1)对试剂的作用或目的答题时要具体、全面、不漏要点。 (2)对冷凝管中冷却水的流向要从低端进水。
(3)有机物的干燥剂常用一些吸水的盐如CaCl2、MgSO4等。 (4)对于补加沸石要注意“停止加热、冷却后”再补加。 (5)对有机物的产率要注意有效数字。
1．(2015·廊坊质检)对硝基甲苯是医药、染料等工业的一种重要有机中间体，它常以浓硝酸为硝化剂，浓硫酸为催化剂，通过甲苯的硝化反应制备。一种新的制备对硝基甲苯的实验方法是：以发烟硝酸为硝化剂，固体NaHSO4为催化剂(可循环使用)，在甲苯的CCl4溶液中，加入乙酸酐[(CH3CO)2O，有脱水作用]，45 ℃反应1 h(如图所示)。反应结束后过滤，滤液分别用5%NaHCO3溶液和水洗涤至中性，再经分离、提纯得到对硝基甲苯。
(1)滤液用5% NaHCO3溶液处理的目的是____________________________ _______________________________________________________________。
(2)滤液在分液漏斗中洗涤静置后，分离出有机层的操作是________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)下表给出了催化剂种类及用量对甲苯硝化反应影响的实验结果。
催化剂 n(催化剂) 硝化产物中各种异构体质量分数(%) 总产 /n(甲苯) 对硝基甲苯 邻硝基甲苯 间硝基甲苯 率(%) 1.0 1.2 35.6 36.5 44.6 60.2 59.5 55.1 4.2 4.0 0.3 98.0 99.8 98.9 浓H2SO4 NaHSO4 0.15
0.25 0.32 0.36 46.3 47.9 45.2 52.8 51.8 54.2 0.9 0.3 0.6 99.9 99.9 99.9 ①NaHSO4催化制备对硝基甲苯时，催化剂与甲苯的最佳物质的量之比为________。 ②与浓硫酸催化甲苯硝化相比，NaHSO4催化甲苯硝化的优点有______________、______________。
(4)①由表中数据可知甲苯硝化主要得到对硝基甲苯和邻硝基甲苯，原因是____________________________________________________________________________________________________________________________。
②对硝基甲苯和邻硝基甲苯的部分物理性质如下表：
甲苯 对硝基甲苯 邻硝基甲苯 密度/g·cm 沸点/℃ 0.866 1.286 1.162 110.6 237.7 222 －3溶解性 不溶于水，易溶于硝基甲苯 不溶于水，易溶于液态烃 不溶于水，易溶于液态烃 分离反应后产物的方案如图所示：
其中，操作1的名称为________；操作2中需要使用下列仪器中的________(填序号)。 A．冷凝管 B．酒精灯 C．温度计 D．分液漏斗 E．蒸发皿
【解析】 (2)有机层以四氯化碳为溶剂，其密度大于水，有机层在下层，应从下口放出。(3)由表中数据看出，硫酸氢钠作催化剂时用量少、硝化产物中对硝基甲苯含量高，且催化剂与甲苯的物质的量之比为0.32时，硝化产物中对硝基甲苯含量最高。(4)②经过操作①，得到有机混合物和无机混合物，故操作①为分液；分离邻硝基甲苯和对硝基甲苯应用蒸馏法。
【答案】 (1)除去粗产品中的酸性杂质
(2)取下分液漏斗上口玻璃塞(或上口小孔对准塞子上的凹槽)，缓慢打开活塞，当下层液体完全放出时及时关闭活塞
(3)①0.32 ②在硝化产物中对硝基甲苯比例提高 催化剂用量少且能循环使用 (4)①苯环上的甲基使苯环上连接甲基的碳原子的邻对位的硝化反应更容易进行 ②分液 ABC
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