高中化学实验过关专题五有机化学
【典例解析】
1．实验室制取硝基苯，应选用浓硫酸、浓硝酸在55℃~60℃条件下生成。
(1)实验时选用的加热方式是( )
A．酒精灯直接加热 B．热水浴加热 C．酒精喷灯加热
(2)选择该种加热方式的优点是_____________________________________。
【高考真题解析】
1．（2011重庆高考）在实验室进行下列实验，括号内的实验用品都能用到的是（）A．硫酸铜晶体里结晶水含量的测定（坩埚、温度计、硫酸铜晶体）
B．蛋白质的盐析（试管、醋酸铅溶液、鸡蛋白溶液）
C．钠的焰色反应（铂丝、氯化钠溶液、稀盐酸）
D．肥皂的制取（蒸发皿、玻璃棒、甘油）
2．（2011浙江高考）下列说法不正确
．．．的是（）
A．变色硅胶干燥剂含有CoCl2，干燥剂呈蓝色时，表示不具有吸水干燥功能
B．“硝基苯制备”实验中，将温度计插入水浴，但水银球不能与烧杯底部和烧杯壁接触
C．“中和滴定”实验中，容量瓶和锥形瓶用蒸馏水洗净后即可使用，滴定管和移液管用蒸馏水洗净后，必须干燥或润洗后方可使用
D．除去干燥CO2中混有的少量SO2，可将混合气体依次通过盛有酸性KMnO4溶液、浓硫酸的洗气瓶
【过关测试】
1．为达到预期的实验目的，下列操作正确的是（）
A．为除去苯中的少量苯乙烯，向混合物中加入适量的溴水后过滤
B．向乙酸乙酯中加入饱和Na2CO3溶液，振荡、分液，分离除去乙酸乙酯中的少量乙酸
C．称取19.0 g SnCl2，用100 mL蒸馏水溶解，配制1.0 mol·L－1SnCl2溶液
D．用氢氧化铜粉末检验尿糖
2．下列物质中，既能因发生化学反应使溴水褪色，又能使酸性KMnO4溶液褪色的是（）
①SO2②CH3CH2CH＝CH2③
A．①②③ B．②③ C．①③ D．①②
【答案】D
3．苯环结构中，不存在碳碳单键和碳碳双键的简单交替结构，可以作为证据的事实是（）
①苯不能使酸性KMnO4溶液褪色②苯中碳碳键的键长均相等③苯能在加热和催化
剂存在的条件下氢化生成环己烷④经实验测得邻二甲苯仅有一种结构⑤苯在FeBr3存在的条件下，同液溴可发生取代反应，但不因化学变化而使溴水褪色
A ．②③④⑤ B．①③④⑤ C．①②④⑤ D．①②③④
4．把一端弯成螺旋状的铜丝放在酒精灯火焰上加热，看到铜丝表面生成黑色的__________，
再迅速把铜丝插入盛有乙醇的试管里，看见铜丝表面__________，反复多次，试管内有 _________气味的_______生成。其反应的化学方程式为：_____________________________；
反应中乙醇被______________(填“氧化”或“还原”)。
【解析】本题目是课本实验，体现了在Cu 催化下乙醇被氧化的过程。
【答案】CuO 变红 刺激性 乙醛
2Cu ＋O 2=====△2CuO ，CH 3CH 2OH ＋CuO ――→△CH 3CHO ＋Cu ＋H 2O 氧化
5．把1体积CH 4和4体积Cl 2组成的混合气体充入大试管中，将此试管倒立在盛Na 2SiO 3溶液的水槽里，放在光亮处，片刻后发现试管中气体颜色________，试管中的液面________，试管壁上有________出现，水槽中还观察到________。
【答案】变浅 上升 黄色油珠 白色胶状沉淀
第二类 定量型实验大题过关
【典例解析】
1．为了确定乙醇分子的结构简式是CH 3—O —CH 3还是CH 3CH 2OH ，实验室利用下图所示的实验装置，测定乙醇与钠反应(ΔH<0)生成氢气的体积，并据此计算乙醇分子中能与金属钠反应
的氢原子的数目。试回答下列问题：
(1)指出实验装置中的错误：_________________________________________________。
(2)若实验中用含有少量水的乙醇代替相同质量的无水乙醇，相同条件下，测得的氢气的体积将________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
(3)请指出能使该实验安全顺利进行的关键实验步骤(至少指出两个关键步骤)________
_________________________________________________。
【高考真题解析】
1．（2011四川高考）25℃和101kPa时，乙烷、乙炔和丙烯组成的混合烃32mL，与过量氧气混合并完全燃烧，除去水蒸气，恢复到原来的温度和压强，气体总体积缩小了72mL，原混合径中乙炔的体积分数为（）
A. 12.5%
B. 25%
C. 50%
D. 75%
2．（2010江苏高考）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
4
CCl溶液中，加入乙酸酐（有脱水作用），45℃反应1h 。反应结束后，过
滤，滤液分别用5% NaHCO3,溶液、水洗至中性，再经分离提纯得到对硝基甲苯。
(l)上述实验中过滤的目的是。
(2) 滤液在分液漏斗中洗涤静置后，有机层处于层（填“上”或'下”）；放液时，若发现液体流不下来，其可能原因除分液漏斗活塞堵塞外，还有。
(3) 下列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(%) 总产率（%）n（甲苯）对硝基甲苯邻硝基甲苯间硝基甲苯
浓H2SO41.0 35.6 60.2 4.2 98.0 1.2 36.5 59.5 4.0 99.8
NaHSO40.15 44.6 55.1 0.3 98.9 0.25 46.3 52.8 0.9 99.9 0.32 47.9 51.8 0.3 99.9 0.36 45.2 54.2 0.6 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由甲苯硝化得到的各种产物的含量可知，甲苯硝化反应的特点是。
③与浓硫酸催化甲苯硝化相比，NaHSO4催化甲苯硝化的优点有_ 、。【解析】本题主要考察的是物质的性质和制备，同时考查了数据的处理与分析能力，能够
迅速在表中提取到有用信息，利用信息解决有关问题的能力。(1)NaHSO4在该反应中作为催
化剂，因此反应后过滤的目的是为了回收NaHSO4。(2)该反应是以CCl4作为有机溶剂，CCl4
的密度比水大，
3．（2011江苏高考）草酸是一种重要的化工产品。实验室用硝酸氧化淀粉水解液制备草酸的装置如图所示（加热、搅拌和仪器固定装置均已略去）实验过程如下：
①将一定量的淀粉水解液加入三颈瓶中
②控制反应液温度在55～60℃条件下，边搅拌边缓慢滴加一定量含有适量催化剂的混酸（65%HNO3与98%H2SO4的质量比为2：1.5）溶液
③反应3h左右，冷却，抽滤后再重结晶得草酸晶体。
硝酸氧化淀粉水解液过程中可发生下列反应：
C6H12O6＋12HNO3→3H2C2O4＋9NO2↑＋3NO↑＋9H2O
C6H12O6＋8HNO3→6CO2＋8NO↑＋10H2O
3H2C2O4＋2HNO3→6CO2＋2NO↑＋4H2O
(1)检验淀粉是否水解完全所需用的试剂为。
(2)实验中若混酸滴加过快，将导致草酸产率下降，其原因
是。
(3)装置C用于尾气吸收，当尾气中n(NO2):n(NO)＝1：1时，过量的NaOH溶液能将NO x 全部吸收，原因是（用化学方程式表示）
(4)与用NaOH溶液吸收尾气相比较，若用淀粉水解液吸收尾气，其优、缺点是
。
(5)草酸重结晶的减压过滤操作中，除烧杯、玻璃棒外，还必须使用属于硅酸盐材料的仪器有。
【过关测试】
1．一定质量的甲烷燃烧后得到的产物为CO、CO2和水蒸气，此混合气体质量为49.6 g，当其
缓慢经过无水CaCl2时，CaCl2增重25.2 g，则原混合气体中CO2的质量为( ) A．12.5 g B．13.2 g C．19.7 g D．24.4 g
2．等质量的铜片，在酒精灯上加热后，分别插入下列溶液中，放置片刻后取出，铜片质
量比加热前增加的是( )
A．硝酸 B．无水乙醇 C．石灰水 D．盐酸
3．天然蛋白质水解产物中含物质A。A由C、H、O、N元素组成。能与NaOH反应，也能与盐酸反应。在一定条件下，2分子的A发生缩合反应生成B和1个水分子。B的相对分子质量为312。当蛋白质与浓硝酸反应时显黄色。据此推断：A的结构简式为__________________，B的结构简式为__________________。
4．人们对苯的认识有一个不断深化的过程。
(1)由于苯的含碳量与乙炔相同，人们认为它是一种不饱和烃，写出C6H6的一种含叁键且无支链链烃的结构简式：________________________。苯不能使溴水褪色，性质类似烷烃，任写一个苯发生取代反应的化学方程式：_______________________________。
(2)烷烃中脱去2 mol氢原子形成1 mol双键要吸热。但1，3-环己二烯()脱去
2 mol氢原子变成苯却放热，可推断苯比1，3-环己二烯______(填“稳定”或“不稳定”)。
(3)1866年凯库勒提出了苯的单、双键交替的六边形平面结构，解释了苯的部分性质，但还有一些问题尚未解决，它不能解释下列________事实(填入编号)。
A．苯不能使溴水褪色
B．苯能与H2发生加成反应
C．溴苯没有同分异构体
D．邻二溴苯只有一种
【解析】(1)苯的不饱和度为4，而每个叁键不饱和度为2，所以写出含两个叁键的链状结构都是合理的，如：HC≡C—C≡C—CH2—CH3，HC≡C—CH2—C≡C—CH3，
HC≡C—CH2—CH2—C≡CH， CH3—C≡C—C≡C—CH3。苯的取代反应包括卤代反应、硝化反
第三类探究型实验大题过关
【典例解析】
1.为探究乙烯与溴的加成反应，甲同学设计并进行了如下实验：先用乙醇和浓硫酸为原
浓硫酸
料制取乙烯(CH3CH2OH——→
CH2==CH2↑＋H2O)，将生成的气体直接通入溴水中，发现溶液
170℃
褪色，即证明乙烯与溴水发生了加成反应。
乙同学发现在甲同学的实验中，产生的气体有刺激性气味，推测在制得的乙烯中还可能含有少量有还原性的杂质气体，由此他提出必须先把杂质气体除去，再与溴水反应。
(1)甲同学设计的实验________(填“能”或“不能”)验证乙烯与溴水发生了加成反应。
(2)乙同学推测此乙烯中可能含有的一种杂质气体是_____，它与溴水发生反应的化学方程式是____________________，在验证过程中必须全部除去。
(3)为了验证乙烯与溴水的反应是加成反应而不是取代反应，可采取哪些方法？_______________________________________________________________。
【高考真题解析】
1．（2011四川高考）下列实验“操作和现象”与“结论”对应关系正确的是（）
操作和现象结论
向装有Fe(NO3)2溶液的试管中加入稀H2SO4，在管口观察
A
HNO3分解生成了NO2
到红棕色气体
向淀粉溶液中加入稀H2SO4，加热几分钟，冷却后再加入
淀粉没有水解成葡萄糖B
新制Cu(OH)2浊液，加热，没有红色沉淀生成。
向无水乙醇中加入浓H2SO4，加热至170℃产生的气体通
C
使溶液褪色的气体是乙烯入酸性KMnO4溶液，红色褪去。
D 向饱和Na2CO3中通入足量CO2，溶液变浑浊析出了NaHCO3
2．（2009江苏高考）环己酮是一种重要的化工原料，实验室常用如下方法制备环己酮：
环己醇、环己酮和水的部分物理性质见下表：
物质沸点（℃）密度（g/c m3，20℃）溶解度
环己醇161.1（97.8）0.9624 能溶于水
环己酮155.6（95）0.8478 微溶于水水100.0 0.9982
（1）酸性Na2Cr2O7溶液氧化环己醇反应的△H<0，反应剧烈将导致体系温度迅速上升，副反应增多。实验中将酸性Na2Cr2O7溶液加到盛有环己醇的烧瓶中，在55-60℃进行反应。
反应完成后，加入适量水，蒸馏，收集95-100℃的馏分，得到主要的含环己酮和水的混合物。
①酸性Na2Cr2O7溶液的加料方式为。
②蒸馏不能分离环己酮和水的原因是。
（2）环己酮的提纯需要经过以下一系列的操作：a蒸馏，收集151-156℃的馏分；b 过滤；
c 在收集到的馏分中加NaCl固体至饱和，静置，分液；
d 加入无水MgSO4固体，除去
有机物中少量水。
①上述操作的正确顺序是（填字母）。
②上述操作b、c中使用的玻璃仪器除烧杯、锥形瓶、玻璃棒外，还需。
③在上述操作c中，加入NaCl固体的作用是。
（3）利用核磁共振氢谱可以鉴定制备的产物是否为环己酮，环己酮分子中有种不
同化学环境的氢原子。
【过关测试】
1．按下图所示装置，持续通入X气体，可以看到a处固体变为红色，b处变蓝，c处得到液体，假设反应进行完全，则X气体是( )
A．H2B．CO和H2C．NH3D．CH3CH2OH(气体)
2．可以判断油脂皂化反应基本完成的现象是( )
A．反应液使红色石蕊试纸变蓝色B．反应液使蓝色石蕊试纸变红色
C．反应后静置，反应液分为两层D．反应后静置，反应液不分层
3．尿毒症是指人体不能通过肾脏产生尿液，不能将体内代谢产生的废物和过多的水分排出体外而引起的毒害。对尿毒症患者的血液进行透析是缓解中毒的有效方法之一。这种血液透析与下面操作的基本原理相似的是( )
A．饮用豆浆缓解因误食重金属盐而引起的中毒
B．除去Ca(OH)2溶液中悬浮的CaCO3微粒
C．用半透膜除去Fe(OH)3胶体中混有的Cl－
D．在蛋白质溶液中加入饱和硫酸铵溶液，然后再加水
【解析】尿毒症患者的血液透析与化学中渗析操作相似，所以选项C正确。
【答案】C
4．将蔗糖溶于水配成10%的溶液，分装在两个试管中，在第一个试管中加入新制的
Cu(OH)2悬浊液并加热，没有砖红色沉淀产生，原因是________________________________。在第二个试管中加入几滴稀硫酸，放在水浴中加热，再加入足量NaOH溶液并加入新制的Cu(OH)2悬浊液，加热后的现象是_________________________，原因是
____________________________________
________________________，加入足量NaOH溶液的作用是
________________________________
______________________。
5．已知乙醇可以和氯化钙反应生成难溶于水的CaCl2·6C2H5O H。有关的有机试剂的沸点如
下：CH3COOC2H5为77.1℃、C2H5OH为78.3℃、C2H5OC2H5(乙醚)为34.5℃、CH3COOH为118℃。实验室合成乙酸乙酯粗产品的步骤如下：在蒸馏烧瓶内将过量的乙醇与少量浓硫酸混合，然后经分液漏斗边滴加醋酸，边加热蒸馏。由下面的实验可得到含有乙醇、乙醚、醋酸和水的乙酸乙酯粗产品。试解答下列问题：
(1)反应中加入的乙醇是过量的，其目的是
_________________________________________。
(2)边滴加醋酸，边加热蒸馏的目的是_______________________。将粗产品再经下列步骤精制。
(3)为除去其中的醋酸，可向产品中加入______(填下列选项的序号)。
A．无水乙醇B．碳酸钠粉末C．无水醋酸钠
(4)再向其中加入饱和氯化钙溶液，振荡，分离，其目的是
___________________________。
(5)然后再向其中加入无水硫酸钠，振荡，其目的是
________________________________。最后，将经过上述处理后的液体加入另一干燥的蒸馏烧瓶内，再蒸馏，弃去低沸点馏分，收集沸点在76℃～78℃之间的馏分，即得纯净的乙酸乙酯。
第四类设计型实验大题过关
【典例解析】
1．某化学小组采用类似制乙酸乙酯的装置，用环己醇制备环己烯：
已知：
密度(g· cm－3) 熔点(℃)沸点℃溶解性
环己醇0.96 25 161 能溶于水
环己烯0.81 －103 83 难溶于水
(1)制备粗品：将12.5 mL环己醇加入试管A中，再加入1 mL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________________________。
(2)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H2SO4c．Na2CO3溶液
②再将环己烯按下图装置蒸馏，冷却水从________口进入。蒸馏时加入生石灰，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
(3)以下区分环己烯精品和粗品的方法，合理的是________。
a．用酸性高锰酸钾溶液 b．用金属钠 c．测定沸点
【高考真题解析】
1．（2011上海高考）草酸晶体(H2C2O4·2H2O) 100℃开始失水，101.5℃熔化，150℃左右分解产生H2O、CO和CO2。用加热草酸晶体的方法获取某些气体，应该选择的气体发生装置是（图中加热装置已略去）（）
2．（2011浙江高考）二苯基乙二酮常用作医药中间体及紫外线固化剂，可由二苯基羟乙酮氧化制得，反应的化学方程式及装置图(部分装置省略)如下：
C O CH OH
＋2FeCl 3C O C O ＋2FeCl 2＋2HCl
在反应装置中，加入原料及溶剂，搅拌几下加热回流。反应结束后加热煮沸，冷却后即有二苯基乙二酮粗产品析出，用70％乙醇水溶液重结晶提纯。重结晶过程：
加热溶解→活性炭脱色→趁热过滤→冷却结晶→抽滤→洗涤→干燥
请回答下列问题：
（1）写出装置图中玻璃仪器的名称：a___________，b____________。
（2）趁热过滤后，滤液冷却结晶。一般情况下，下列哪些因素有利于得到较大的晶体：____。
A ．缓慢冷却溶液
B ．溶液浓度较高
C ．溶质溶解度较小
D ．缓慢蒸发溶剂 如果溶液中发生过饱和现象，可采用__________等方法促进晶体析出。
（3）抽滤所用的滤纸应略_______（填“大于”或 “小于”）布氏漏斗内径，将全部小孔盖住。烧杯中的二苯基乙二酮晶体转入布氏漏斗时，杯壁上往往还粘有少量晶体，需选用液体将杯壁上的晶体冲洗下来后转入布氏漏斗，下列液体最合适的是________。
A ．无水乙醇
B ．饱和NaCl 溶液
C ．70％乙醇水溶液
D ．滤液
（4）上述重结晶过程中的哪一步操作除去了不溶性杂质：___________。
（5）某同学采用薄层色谱(原理和操作与纸层析类同)跟踪反应进程，分别在反应开始、回流15min 、30min 、45min 和60min 时，用毛细管取样、点样、薄层色谱展开后的斑点如图所示。该实验条件下比较合适的回流时间是________。
A．15min B．30min C．45min D．60min
3．（2011天津）高考某研究性学习小组为合成1-丁醇，查阅资料得知一条合成路线：
CO的制备原理：HCOOH 浓硫酸
△
CO↑+H2O，并设计出原料气的制备装置（如下图）。
请填写下列空白：
（1）实验室现有锌粒、稀硝酸、稀盐酸、浓硫酸、2-丙醇，从中选择合适的试剂制备氢气、丙烯。写出化学方程式：，。
（2）若用以上装置制备干燥纯净的CO，装置中a和b的作用分别是，；c和d中承装的试剂分别是，。若用以上装置制备H2，气体发生装置中必要的玻璃仪器名称是；在虚线框内画出收集干燥H2的装置图。
（3）制丙烯时，还产生少量SO2、CO2及水蒸气，该小组用以下试剂检验这四种
．．气体，混合气体通过试剂的顺序是________________（填序号）
①饱和Na2SO3溶液②酸性KMnO4溶液③石灰水
④无水CuSO4⑤品红溶液
（4）合成正丁醛的反应为正向放热的可逆反应，为增大反应速率和提高原料气的转化率，你认为应该采用的适宜反应条件是______________。
a. 低温、高压、催化剂
b. 适当的温度、高压、催化剂
c. 常温、常压、催化剂
d. 适当的温度、常压、催化剂
（5）正丁醛经催化剂加氢得到含少量正丁醛的1-丁醇粗品，为纯化1-丁醇，该小组查阅文献得知：①R—CHO+NaHSO3（饱和）→RCH(OH)SO3Na↓；②沸点：乙醚34℃，1-丁醇118℃，并设计出如下提纯路线：
试剂1为_________，操作1为________，操作2为_______，操作3为_______。
【过关测试】
1．下列实验方案合理的是( )
A．配制50 g质量分数为5% 的NaCl溶液：将45 mL水加入到盛有5 g NaCl的烧杯中，
搅拌溶解
B．制备乙酸乙酯：用如上图所示的实验装置
C．鉴定SO2－4：向溶液中加入盐酸酸化的氯化钡溶液
D．鉴别环己烯和苯：将溴的四氯化碳溶液分别滴加到少量环己烯和苯中
2．欲制取较纯净的1，2—二氯乙烷，可采取的方法是( )
A．乙烯与HCl加成 B．乙烯与Cl2加成
C．乙烷与Cl2按1∶2的体积比在光照条件下反应
D．乙烯先与HCl加成，再与等物质的量的Cl2在光照下反应
【解析】乙烯与HCl加成得到的是一氯乙烷，A错；烷烃的取代反应得到混合物，C、D 错。
【答案】B
3．1-丁醇和乙酸在浓硫酸作用下，通过酯化反应制得乙酸丁酯，反应温度为115℃～125℃，反应装置如右图。下列对该实验的描述错误的是( )
A．不能用水浴加热
B．长玻璃管起冷凝回流作用
C．提纯乙酸丁酯需要经过水、氢氧化钠溶液洗涤
D．加入过量乙酸可以提高1-丁醇的转化率