例析有機物的制備實驗試題

丁雅靜

有機化學在中學化學中占據(jù)舉足輕重的地位，近兩年高考試題的必考部分與有機化學相關的實驗試題出現(xiàn)頻率較高（見表1）。該類試題除考查基本實驗方法和技能外，更加注重對考生綜合運用所學知識分析、解決和處理實際問題能力的考查，更加注重考生科學探究與創(chuàng)新意識、證據(jù)推理與模型認知等化學核心素養(yǎng)的考查。下面例析幾道有機物制備類實驗試題，尋求高考的方向，以期對考生的復習備考有些許指導和借鑒意義。

例1實驗室制備硝基苯的反應裝置如圖1所示，步驟之一是將儀器a中濃硝酸和濃硫酸形成的混酸加人到裝有苯的三頸燒瓶中，則下列敘述不正確的是（

A.儀器a的名稱是恒壓滴液漏斗

B.長玻璃導管可以起到冷凝回流的作用

C.配制混酸時應在燒杯中先加人濃硫酸

D.分離出硝基苯的主要操作是分液和蒸餾

解析：根據(jù)儀器裝置圖可知，儀器a是恒

壓滴液漏斗，A項正確。加熱條件下，苯、濃硝酸均易揮發(fā)，因此長玻璃導管可起到平衡裝置內(nèi)外氣壓以及冷凝回流的作用，B項正確。濃硫酸密度較大，且溶解過程中放出大量熱，因此不能先加人濃硫酸，應在濃硝酸中加人濃硫酸，C項錯誤。苯和硝基苯不易溶于水中，因此產(chǎn)品可先進行分液，分離出苯和硝基苯的有機層，然后蒸餾有機混合物分離出硝基苯，D項正確。

答案：C

評析：本題以必修教材學習的硝基苯的制備為背景考查了儀器名稱、儀器作用、混酸混合的方法及產(chǎn)品的分離與提純，該裝置為教材裝置的改進版，理解實驗原理及硝基苯和苯的物理性質(zhì)是解答本題的關鍵。

啟示：重視有機物的制備實驗，兼顧不同版本的教材，對于與甲烷、乙烯、苯、乙醇、乙酸、糖類、酯、油脂相關的物質(zhì)制備實驗要格外留意。

常見的物質(zhì)制備實驗裝置及注意事項見表2。

例2苯甲醇是一種重要的化工原料，廣泛用于香料、造紙、制藥和印染等行業(yè)。實驗室制備苯甲醇的反應原理和有關數(shù)據(jù)（見下頁表3）如下：

實驗步驟：如圖2所示，在裝有電動攪拌器的250mL三頸燒瓶里加入9.0g碳酸鉀（過量），70.0mL水，加熱溶解，再加入2.0mL四乙基溴化銨【（CH;CH2），NBr】溶液和10.0mL氯化芐。攪拌

加熱回流反應1～1.5h。反應結束后冷卻，并轉(zhuǎn)人125mL分液漏斗中，分出有機層，水層用萃取劑萃取三次。合并萃取液和有機層，加入無水硫酸鎂固體，靜置、過濾。最后進行蒸餾純化，收集200～208。C的餾分，得8.4mL苯甲醇。

回答下列問題：

（1）儀器X的名稱是

冷卻水應從

（填“上口”或“下口”）通人。由于苯甲醇的沸點較高，在蒸餾純化操作中最適宜選用的儀器之一是（從圖3中選擇，填字母）。

（2）本實驗中加人無水硫酸鎂的目的是從綠色化學角度考慮，萃取劑宜采用（填字母）。

A.乙醇

B.乙酸乙酯

C.苯

D.氯仿

（3）某同學認為該裝置中的電動攪拌器可以換成沸石，以防暴沸。該說法

（填“是”或“否”）正確，其理由是

（4）四乙基溴化銨沒有直接參與反應，但大大提高了反應速率，其原因可能是

（5）本實驗苯甲醇的產(chǎn)率為%（計算結果保留一位小數(shù)）。

解析：（1）由于苯甲醇的沸點較高，易液化，在蒸餾純化操作中最適宜選用B（空氣冷凝管）儀器，有利于液體順利流下。（2）加入無水硫酸鎂，目的是干燥（除去有機層中的水）;乙醇有刺激性，苯有毒，氯仿有麻醉作用，而乙酸乙酯有特殊香味，無毒，從綠色化學角度考慮，萃取劑宜采用乙酸乙酯。（3）電動攪拌器除防暴沸，還有使反應物充分混合的作用。（4）四乙基溴化銨易溶于水，而氯化芐不溶于水，易溶于四乙基溴化銨。（5）10.0mL氯化芐的質(zhì)量為11.0g，其物質(zhì)的11.0

量為126.5mol，理論生成苯甲醇的質(zhì)量為11.0

molX108g.mol-=9.39g，實際得126.5到苯甲醇的質(zhì)量為8.4g，則苯甲醇的產(chǎn)率為8.4g.X100%=89.5%。

9.39g

答案：（1）球形冷凝管下口B（2）干燥（除去有機層中的水）B

（3）否電動攪拌器使不相溶的反應液混合均勻，加快反應速率

（4）提高氯化芐在水中的溶解度，使反應物充分接觸（或增大有效碰撞概率）

（5）89.5

評析：本題以苯甲醇的制備為背景考查化學實驗基本操作、實驗儀器的辨認、儀器的選擇、實驗方案的分析評價等，著重考查考生的科學探究與創(chuàng)新意識化學學科核心素養(yǎng)。涉及物質(zhì)的分離提純、儀器的使用、產(chǎn)率計算等，清楚原理是解答的關鍵，注意對題目信息的應用，是對考生實驗綜合能力及信息獲取能力等關鍵能力的考查。

啟示：有機綜合實驗試題信息量相對較多，但難度相對較低，要注意提取有效信息，考查主要以信息素養(yǎng)為基礎，命題主要圍繞實驗基本操作、儀器名稱、儀器選用或作用、原因分析、物質(zhì)分離提純方法、純度或產(chǎn)率計算等進行，復習時應對教材實驗裝置及操作進行強化。對實驗基礎知識和基本操作技能要熟練掌握，對蒸餾、分餾、減壓蒸餾、萃取、分液、升華、結晶、重結晶等分離提純方法的適用條件及注意事項要辨識清晰。另外，合成路線的設計還要兼顧綠色化學的思想。

常見有機物制備裝置及常見考點見表4。

例3羥基乙酸鈉易溶于熱水，微溶于冷水，不溶于醇、醚等有機溶劑。制備少量羥基乙酸鈉的反應為CICH，COOH+2NaOH

HOCH，COONa+NaCl+H，0△H<0。

實驗步驟如下：

步驟1：在如圖4所示裝置的反應瓶中，加入40g氯乙酸、50mL水，攪拌。逐步加入40%NaOH溶液，在95。C繼續(xù)攪拌反應2h，反應過程中控制pH約為9。

步驟2：蒸出部分水至液面有薄膜，加少量熱水，趁熱過濾。濾液冷卻至15。C，過濾得粗產(chǎn)品。

步驟3：粗產(chǎn)品溶解于適量熱水中，加活性炭脫色，分離掉活性炭。

步驟4：將去除活性炭后的溶液加到適量乙醇中，冷卻至15。C以下，結晶、過濾、干燥，得羥基乙酸鈉。

（1）如圖4所示的裝置中，儀器A的名稱是

;逐步加人NaOH溶液的目的是

（2）步驟2中，蒸餾燒瓶中加人沸石或碎瓷片的目的是

（3）步驟3中，粗產(chǎn)品溶解于過量水會導

致產(chǎn)率（填“增大”或“減小”）;去除活性炭的操作名稱是

（4）步驟4中，將去除活性炭后的溶液加到適量乙醇中的目的是

解析：（1）儀器A是（回流）冷凝管，起冷凝回流的作用。根據(jù)題中信息可知制備羥基乙酸鈉的反應為放熱反應，逐步加入NaOH溶液，可以防止升溫太快，同時控制反應體系的pH約為9，防止堿性太強。

（2）步驟2中，燒瓶中加入沸石或碎瓷片的目的是防止暴沸，保證實驗安全。

（3）粗產(chǎn)品溶于過量水，導致在水中溶解過多，得到的產(chǎn)物減少，因此導致產(chǎn)率減小;由于產(chǎn)品易溶于熱水，微溶于冷水，活性炭不溶于水，為防止羥基乙酸鈉從溶液中析出，分離活性炭時應趁熱過濾。

（4）根據(jù)信息，產(chǎn)品不溶于乙醇、乙醚等有機溶劑中，因此步驟4中，將去除活性炭后的溶液加到適量乙醇中的目的是降低產(chǎn)品的溶解度，提高羥基乙酸鈉的析出量（產(chǎn)量）。

答案：（1）（回流）冷凝管防止升溫太快，控制反應體系pH（2）防止暴沸（3）減小趁熱過濾（4）提高羥基乙酸鈉的析出量（產(chǎn)率）

評析：本題以羥基乙酸鈉的制備為背景，考查化學實驗基本操作、實驗儀器的辨認、實驗操作的目的、分離與提純等知識，考查考生吸收、接受、整合、運用信息的能力。解題時注意對題目信息的挖掘與應用。

啟示：對比往年高考試題，我們不難發(fā)現(xiàn)，有機物的制備實驗無論是從題干信息還是問題設置，相似度都極高，因此研究往年高考真題，能夠明確高考備考的方向，起到事半功倍的效果。

由前面幾道例題能夠看出，在高考實驗復習備考過程中要重視基礎知識和基本技能，重視課本實驗;還要注重研究往年高考真題，找共性和差別，找規(guī)律和聯(lián)系，明確復習備考的重點和熱點，把握復習的方向和趨勢，提高復習的針對性和有效性。同時要關注實驗必備知識和關鍵能力，提升自身的化學學科核心素養(yǎng)。

（責任編輯謝啟剛）