高考化学一轮复习学案必修2烃的有关实验.docx
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高考化学一轮复习学案必修2烃的有关实验
烃的有关实验
一、课标解读
1、课标要求
(1)认识化学实验在学习和研究化学中的作用。
(2)掌握基本的化学实验方法和技能,了解现代仪器在物质的组成,结构和性质研究中的应用。
2、学习目标
(1)掌握基本的化学实验方法和技能
(2)掌握常见烃的实验室制法
(3)初步掌握有机物官能团的检验
(4)能够设计实验方案,并能对实验进程进行评价
二、知识再现
知识点1:
常见烃的制法
A、CH4的制法
注:
CH3COONa为无水。
NaOH、CaO团体
B、CH2=CH2
C、
D、
知识点2:
A:
乙烯的检验方法
(1)乙烯能使澳水褪色
(2)乙烯能使酸性高锰酸钾褪色
B:
乙炔的检验
(1)燃烧方法检验
(2)乙炔与银氨溶液
乙炔银(白色)
三、典型解悟
例1某化学兴趣小组用图1-4所示装置进行探究实验。
当温度迅速上升后,可观察到试管中溴水褪色,烧瓶中液体呈棕黑色。
(1)烧瓶中液体呈棕黑色的原因是
(2)一些同学认为:
溴水褪色的现象不能证明反应
中有乙烯生成,且乙烯具有不饱和性,因为棕黑色物
质会与浓硫酸反应生成某气体,该气体使溴水
褪色反应的化学方程式为。
另一
些同学经过细致观察后认为:
试管中另一个现
象可证明反应中有乙烯生成且乙烯具有不饱和性。
这个现象是。
(3)为了控制烧瓶中液体的温度,该小组改用图1-5
装置实验时,先将烧瓶置于润滑油(沸点、熔点均高
于300℃)中,然后加热,并控制温度在170℃左右。
结果。
试管中溴水未完全褪色,液面上形成一层深红
色液体。
产生这个现象的原因是烧瓶中发生反应生成
液体X,生成X的反应化学方程式为。
若
还用图1-5装置制取较多乙烯,正确的加热操作
顺序是先,后。
(4)处理上述实验后烧瓶中废液的正确操作是。
(只有一个选项正确)
A、将废液倒入下水道中
B、将废液倒入空废液缸中
C、将水倒入烧瓶中
D、将废液倒入盛有水的塑料桶中
分析:
(1)浓硫酸作为乙醇转化为乙烯的催化剂,与此同时,液H2SO4使部分乙醇脱水碳化,单质C与浓H2SO4会在加热条件下继续反应产生SO2、SO2的还原性使溴水褪色其反应为SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4。
同时乙烯会与溴水中的溴作用生成比水重的油状物:
溴乙烷。
(2)乙醇在140℃浓硫酸作用下生成乙醚,在加热时注意先将润滑油加热至170℃;将烧瓶置于润滑油中,最后的废液应倒入盛有水的器皿中。
四、夯实双基
1、下列物质与水的混合物用分液漏斗分离时,该物质从分液漏斗下端流出的是
A、乙苯B、硝基苯C、苯D、苯
2、下列物质不能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是
A、乙苯B、苯C、二氧化硫D、己烷E、2-丁烯
3、下列各组有机物中,只需加入溴水就能一一鉴别的是()
A、己烯、苯、四氯化碳B、苯、己炔、己烯
C、己烷、苯、环己烷D、甲苯、己烷、己烯
4、将下列各种液体分别与溴水混合并振荡,不能发生化学反应,静置后混合液分成两层,溴水层几乎无色的是()
A、氯水B、乙烯C、苯D、碘化钾溶液
5、将溴水与苯混合振荡,静置后分液。
将分离出的苯倒入一支试管中,加入某物质可产生白雾。
这种物质是()
A、亚硫酸钠B、溴化铁C、锌粉D、铁粉
6、乙烷中混有乙烯,欲除去乙烯得到纯净的乙烷,最好依次通过盛有哪种试剂的洗气瓶()
A、澄清石灰水,浓H2SO4B、酸性高锰酸钾溶液,浓H2SO4
C、溴水,浓H2SO4D、浓H2SO4,酸性高锰酸钾溶液
7、下列实验中不需要温度计的是()
A、制乙烯B、制硝基苯C、石油分馏D、制溴苯
8、在实验室中,下列除去杂质的方法中正确的是()
A、溴苯中混有溴,加入KI溶液,振荡,用直馏汽油萃取,分液
B、硝基苯中混有浓硝酸,加入足量稀NaOH溶液洗涤,振荡,用分液漏斗分液
C、乙烯中含有SO2,将其通入装有KMnO4溶液的洗气瓶中进行洗气
D、乙烷中含有乙烯,通入适量的H2在一定条件下反应使乙烯转变在乙烷
9、对实验室制取乙烯实验和石油分馏实验的下列叙述正确的是()
A、制取乙烯实验装置中,温度计的水银球部分位于烧瓶口附近
B、石油分馏装置中,温度计的水银球部分位于原油液面以下
C、石油分馏装置中,冷凝水从冷凝管的下口进入,上口流出
D、两实验均应向烧瓶内放少量碎瓷片以防液体暴沸
10、下列各组混合物,可以用分液漏斗分离的是()
A、甲苯和水B、酒精和溴水C、甲苯和苯D、硝基苯和NaOH溶液
11、实验室制取乙烯,常因温度过高而使乙醇和浓H2SO4反应生成少量的二氧化硫,有人设计下列实验以确认上述混和气体中有乙烯和二氧化硫。
(1)I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ装置可盛放的试剂是:
Ⅰ;Ⅱ;
Ⅲ;Ⅳ
(将下列有关试剂的序号填入空格内);
A、品红溶液B、NaOH溶液
C、浓H2SO4D、酸性KMnO4
(2)能说明二氧化硫气体存在的现象是
(3)使用装置Ⅱ中的目的是,
(4)使用装置Ⅲ的目的是,
(5)确证含有乙烯的现象是。
12、实验室制乙烯时,常因温度过高而发生副反应,使部分乙醇跟浓硫酸反应生成二氧化硫、二氧化碳、水蒸气和炭黑。
(1)请用下图中编号为①②③④的装置设计一个实验,以验证上述反应混合气体中含CO2、SO2和水蒸气。
用装置的编号表示装置的连接顺序(按产物气流从左到右):
→→→。
(2)实验时装置①中A瓶的现象是,原因是。
B瓶中的现象是,B瓶溶液的作用是。
若C瓶中品红溶液不褪色,说明。
(3)装置③中加的固体药品是,以验证混合气体中有。
装置②中盛的溶液是,以验证混合气体中的。
(4)装置①在整套装置中所放位置的理由是。
13、下图为苯和溴取代反应的改进实验装置图。
其中A为带支管的试管改制成的反应容器,在其下端开了一小孔,塞好石棉绒,再加入少量铁屑粉。
填写下列空白:
(1)向反应容器A中逐滴加入溴和苯的混合液,几秒钟内就发生反应。
写出A中所发生反应的化学方程式(有机物写结构简式):
。
(2)试管C中苯的作用是;反应开始后,观察D试管,看到的现象为。
(3)在上述整套装置中,具有防倒吸的仪器有(填字母)
(4)改进后的实验除①步骤简单,操作方便,成功率高;②各步现象明显;③对产品便于观察这三个优点外,还有一个优点是。
14、现以C8H18为原料经裂解制得乙烯,进而制得1,2—二溴乙烷,根据如图所示装置,结合有关知识回答问题:
(1)制取乙烯的化学方程式为
(2)制取的二溴乙烷可能混有一
些杂质,这些杂质可能是
(3)冷凝管的进出水方向为,
使用冷凝管的目的是
15、(2002年·上海高考)为探究乙炔与溴的加成反应,甲同学设计并进行了如下实验;先取一定量工业用电石与水反应,将生成的气体通入溴水中,发现溶液褪色,即证明乙炔与溴水发生了加成反应。
乙同学发现在甲同学的实验中,褪色后的溶液里有少许淡黄色浑浊,推测在制得的乙炔中还可能含有少量还原性的杂质气体,由此他提出必须先除去之,再与溴水反应,请你回答下列问题:
(1)写出甲同学实验中两个主要的化学方程式、。
(2)甲同学设计的实验(填“能”或“不能”)验证乙炔与溴发生加成反应,其理由是(多选扣分)
(a)使溴水褪色的反应,未必是加成反应。
(b)使溴水褪色的反应,就是加成反应
(c)使溴水褪色的物质,就是乙炔
(d)使溴水褪色的物质,就是乙炔
(3)乙同学推测此乙炔中必定含有一种杂质气体是,它与溴水反应的化学方程式是;在验证过程中必须全部除去。
(4)请你选用下列四个装置(可重复使用)来实现乙同学的实验方案,将它们的编号填入方框,并写出装置内所放的化学药品。
(5)为验证这一反应是加成而不是取代,丙同学提出可用pH试纸来测试反应后溶液的酸性,理由是。
16、实验室用电石和水反应制备的乙炔气体中含有少量的H2S气体,为了净化和检验乙炔气体,并通过测定乙炔的体积计算电石的纯度,按下列要求填空(注意X溶液为含溴3.2%的CCl4溶液150g)
(1)试从如图所示装置中选用几种必要的装置,把它们连成一套装置,这些被选用的接口编号连接顺序是。
(2)实验室能否用启普发生器制乙炔,其原因是。
(3)为了得到比较平稳的乙炔气流,常可用代替水。
(4)假设溴水与忆炔完全反应,生成C2H2Br4,用Wg的电石与水反应后,测得排入量筒内液体体积为VmL(标准状况下),则电石纯度计算式为。
17、1,2—二溴乙烷可作汽油抗爆剂的添加剂。
常温下,它是无色液体,密度为2.18g·cm-3,沸点131.4℃,熔点9.79℃,不溶于水,易溶于醇、醚、丙酮等有机溶剂。
在实验室中可以用下图所示装置制备1,2—二溴乙烷。
图中:
分液漏斗和烧瓶a中装有乙醇和浓硫酸的混合液;试管d中装有液溴(表面覆盖少量水)
(1)写出本题制备1,2—二溴乙浣的两个化学反应方程式:
(2)安全瓶b可以防止倒吸,并可以检查实验进行时试管d是否发生堵塞。
请写出发生堵塞时瓶b中的现象:
。
(3)容器c中NaOH溶液的作用是。
(4)某学生在做此实验时,使用一定量的液溴,当溴全部褪色时,所消耗乙醇和浓硫酸混合液的量比正常情况下超过许多。
如果装置的气密性没有问题,试分析其可能的原因。
18、实验室制备硝基苯的主要步骤如下:
①配制一定比例的浓硫酸与浓硝酸的混合液,加入反应器中。
②各室温下的混合液中逐滴加入一定质量的苯,充分振荡,混合均匀。
③在50℃—60℃下发生反应,直至反应结束。
④除去混合酸后,粗产品依次用蒸馏水和5%NaOH溶液洗涤,最后再用蒸馏水洗涤。
⑤将用无水CaCl2干燥后的粗硝基苯进行蒸馏,得到纯硝基苯。
填写下列空白:
(1)配制一定比例的浓硫酸与浓硝酸的配合酸时,操作注意事项是。
(2)步骤③中,为了使反应在50℃—60℃下进行,常用的方法是。
(3)步骤④中洗涤和分离粗硝基苯庆使用的仪器是。
(4)步骤④中粗产品用5%NaOH溶液洗涤的目的是。
(5)纯硝基苯是无色,密度比水(填“小”或“大”),具有味的油状液体。
五、能力提高
苯的溴代反应注意事项
1、制溴苯的反应,真正起催化作用的是FeBr3;2、跟瓶口垂直的长玻璃管起导气和冷凝的作用。
3、导管出口不能伸入水中,因HBr极易溶于水,因此要防止水倒吸。
4、导管口附近出现的白雾,是HBr遇水蒸气所形成的,鉴别生成HBr的方法是:
取锥形瓶内溶液少许滴加AgNO3溶液,观察是否有淡黄色的AgBr沉淀生成。
5、烧瓶中生成的溴苯因溶处溴而显褐色,其提纯的方法是:
将溶有溴的溴苯倒入盛有NaOH溶液的烧杯中,振荡,溴苯的密度大于水,沉在下层,用分液漏斗分离出溴苯。
Br2+2NaOH=NaBr+NaBrO+H2O
1、如图所示,为实验室制取少量溴苯的装置,简答下列问题:
(1)烧瓶A中,装的物质为,发生反应的化学方程式为。
(2)导管B的主要作用是。
(3)导管中C处附近会出现白雾,其原因是。
(4)反应后,向锥形瓶口中滴加AgNO3溶液时观察现象是,相应的离子方程式为。
(5)反应后,将烧瓶A中的液体倒入盛有冷水的烧杯中,烧杯底部有色的油状液体,带色的原因是,可用方法将颜色除去。
2、某学生在如图所示的装置中用苯和兴溴制取溴苯,请根据下列实验步骤回答有关问题。
(1)第一步,在分液漏斗中依次加入10mL苯和5mL液溴,使之混合均匀,此时观察到溴溶于苯,不反应,溶液呈深棕红色。
第二步,打开分液漏斗活塞,将苯、溴混合液按一定速度逐滴加入玻璃管甲中的铁丝上,观察到的现象是:
;从上述两步观察到的现象差异,可得出的结论是:
。
(2)第三步,几分钟后,打开胶皮管夹A和B,使反应混合液流入U形管中,打开管夹B的原因是;然后通过分液漏斗向U形管中加入适量的NaOH溶液,目的是:
。
(3)第四步,关闭胶皮管夹A和B,连同A和B一起取下U形管,用力振荡并静置后,观察到溴苯的颜色是,它在U形管中液体的(填“上”或“下”),此步关闭管夹A和B的目的是:
。
(4)要证明上述溴跟苯的反应是取代而不是加成反应,装置乙中:
小试管内的液体是(填名称),作用是;锥形瓶内的液体是(填名称),作用是;反应后,向锥形瓶内滴加试剂(填名称)溶液,作用是;此外,装置乙还能起到的作用。
(5)写出上述苯跟溴反应的化学方程式:
。
3、有人设计溴苯的制取装置如图所示,按要求填空:
(1)反应式为。
(2)在滴入混合液几秒种后,能观察到的现象是:
(I)处:
(Ⅱ)处:
4、某学生在图1-3所示装置中用苯和液溴制取溴苯,请根据下列实验步骤回答有关问题:
(1)第一步,在分液漏斗中依次加入
10mL苯和5mL液溴,使之混合均匀,
此时观察到溴溶于苯,不反应,溶液
呈深棕红色。
第二步,关闭胶皮管夹A和B,打开分
液漏斗活栓,将苯、溴混合液按一定速
度逐滴滴到玻璃管甲中的铁丝上,观察
到的现象是:
①甲管内
②甲管中铁丝的作用是。
(2)第三步,几分钟后,打开胶皮管夹A和B,使反应混合液流入U型管中,打开管夹B的原因是;然后通过分液漏斗向U型管中加入适量的NaOH溶液,目的是。
(3)第四步,关闭胶皮管夹A和B,连同A和B一起取下U型管,用力振荡并静置,观察到溴苯在U型管中液体的层(填“上”或“下”),此步关闭管夹A和B的目的是。
(4)要证明上述溴跟苯的反应是取代反应而不是加成反应,装置乙中小试管内的液体是,其作用是;锥形瓶内的液体是(填名称),作用是;反应后,向锥形瓶内滴加试剂(填名称),作用是;此外,装置乙还能起到的作用。
5、将所列仪器组装为一套实验室蒸馏石油的装置,并进行蒸馏,可以得到汽油和煤油。
(1)图中A、B、C三种仪器的名称是:
。
(2)将以下仪器按
(一)—(六)顺序,用字母a,b,c,…表示连接顺序:
e接();()接();()接();()接()。
(3)A仪器中c口用于,d口用于。
(4)蒸馏时,温度计水银球应在位置。
(5)在B中注入原油后,加几片碎片的目的是。
(6)给B加热,收集到沸点为60℃—150℃间的馏分是,收集到150℃—300℃间的馏分是。
习题答案
四、夯实基础
1、BC2、BD3、A4、C5、B6、C7、D8、B9、C10、D
11、
(1)A、B、A、D
(2)装置I中品红溶液褪色(3)除去SO2气体,以免干扰乙烯的实验SO2是否除尽。
(4)装置Ⅱ中的品红溶液不褪色(5)装置Ⅳ中的酸性KMnO4溶液褪色。
12、
(1)4、3、1、2
(2)品红褪色,混合气中有SO2,酸性KMnO4溶液褪色,说明SO2已除尽。
(3)无水CuSO4;H2O;澄清石灰水;CO2(4)防止混合气体中SO2干扰CO2的检验。
-Br
13、
(1)+Br2
+HBr
(2)除去HBr中混有的溴蒸气,D管中改变并在导管口有白雾产生(3)D,E,F(4)对尾气进行处理,防止对空气的污染。
14、
(1)
(2)
(3)a处进水管,b处出水管,冷凝回流辛烷
15、
(1)
;
(2)不能,a,c
(3)H2S,Br2+H2S=S↓+2HBr
(4)C(CuSO4溶液)b(CuSO4溶液)
(5)如若发生取代反应,必定生成HBr,溶液酸性将会明显增强,故可用PH试纸验证。
16、
(1)CIJGHFED
(2)不能,因反应剧烈,放出热量多,生成Ca(OH)2悬浊液,易堵塞球形漏斗下端;(3)饱和食盐水(4)64(336+V)%/224W
17、
(1)CH3CH2OHC
H2=CH2↑+H2O
(2)b中水面会下降,玻璃管中的水标会上升,甚至溢出。
(3)除去CO2、SO2(4)原因可能是乙烯发生或通过液溴速率过快,也可能因升温不当产生的乙烯量少。
18、答案:
(1)先将浓硝酸注入容器中,再慢慢注入浓硫酸,并及时搅拦和冷却
(2)将反应器放在50℃—60℃的水浴中加热(3)分液漏斗(4)除去粗产品中残留的酸(5)大苦杏仁
五、能力提高
1、答案:
(1)液溴、苯、Fe粉+HBr
(2)冷凝回流和导气(3)溴化氢气体遇空气中的水蒸气而形成酸雾(4)浅黄色沉淀Ag++Br-=AgBr↓(5)褐过量的溴溶解在溴苯中NaOH溶液洗涤
解析:
烧瓶中装入的是液溴、苯、铁粉,发生+HBr反应,B管起导管和兼起冷凝器作用,反应中有HBr产生,它遇空气中的水蒸气而形成酸雾,当向锥形瓶中滴加AgNO3,全发生Ag++Br-=AgBr↓反应,产生浅黄色沉淀时,过量的溴溶解在溴苯中而使溴苯显褐色,可用NaOH洗涤。
2、思路对于教材中的苯跟溴反应原理,借此实验装置主要考查两个方面的内容:
①溴苯的提纯,即如何除去溴苯中的溴。
②是如何检验HBr的生成,特别注意HBr中溴如何除去,结合装置分析的答案如下。
答案:
(1)剧烈反应,玻璃管甲和导管C中有橙红色蒸气铁是苯与溴反应的催化剂
(2)使U形管与导管C连通,以利于甲管中的液体流入U形管除去溴苯中溶解的溴(3)无色下密封U形管,以免振荡时U形管中的液体溅出,并防止有毒气体排入空气(4)苯吸收溴蒸气水吸收HBr气体硝酸银检验Br-,以证明苯和溴发生取代反应,有HBr生成(或用紫色石蕊试液;检验H+)防止倒吸
(5)+HBr
3、解析:
(1)
(2)液溴极易挥发,在(I)处将看到溴蒸气,即(I)处能看到略带黄色的气体;(Ⅱ)处由于溴蒸气被(Ⅲ)处的苯溶解吸收,所以(Ⅱ)处的气体为无色的HBr;(Ⅲ)处为溴的苯溶液,呈橙红色。
(Ⅳ)处由于HBr气体遇水而呈现白雾。
(3)生成的溴苯(溶有溴)经NaOH溶液洗涤后得较纯净的溴苯,它是一种无色油状的液体。
(4)Fe粉的作用是催化剂,NaOH的作用是除去溴苯中的杂质溴,U形管中苯的作用是除去溴化氢中混有的溴蒸气,AgNO3溶液的作用是检验HBr气体。
(5)假设a管不带支管,则反应管中的液体将不能滴入a管,可见a管的作用是减压,为加强此作用,可用吸球在支管口处减压。
4、
(1)①剧烈反应,玻璃管甲和导管C中有橙红色蒸汽②作苯与溴反应的催化剂。
(2)使U型管与导管C连通,以利于甲管中的液体进入U型管,以利于甲管中的液体进入U型管;除去溴苯中溶解的溴。
(3)下;密封U型管,以免振荡时U型管中的液体溅出,并防止有毒气体排入空气。
(4)苯,吸收溴蒸汽;水;吸收HBr;硝酸银溶液,检验HBr的存在,尾气处理。
5、答案:
(1)A是冷凝管;B是蒸馏烧瓶;C是锥形瓶;
(2)i;h;a;k;l;b;f;g;w(3)进水口;出水口;(4)蒸馏烧瓶支管口(5)防止暴沸(6)汽油;煤油
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