（浙江專(zhuān)用）2022年高中化學(xué) 專(zhuān)題7 物質(zhì)的制備與合成 課題二 阿司匹林的合成同步課時(shí)限時(shí)訓(xùn)練 蘇教版選修6

（浙江專(zhuān)用）2022年高中化學(xué) 專(zhuān)題7 物質(zhì)的制備與合成 課題二 阿司匹林的合成同步課時(shí)限時(shí)訓(xùn)練 蘇教版選修6(時(shí)間：45分鐘)1苯亞甲基苯乙酮俗稱(chēng)查爾酮，淡黃色棱狀晶體，熔點(diǎn)58 ，沸點(diǎn)208 (3.3 kPa)易溶于醚、氯仿和苯，微溶于醇。制備原理如下：(1)制備過(guò)程中，需在攪拌下滴加苯甲醛，并控制滴加速度使反應(yīng)溫度維持在2530 ，說(shuō)明該反應(yīng)是_(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。如溫度過(guò)高時(shí)，則可以采取_措施。(2)產(chǎn)品結(jié)晶前，可以加入幾粒成品的查爾酮，其作用是_。(3)結(jié)晶完全后，需抽濾收集產(chǎn)物。抽濾裝置所包含的儀器除減壓系統(tǒng)外還有_、_(填儀器名稱(chēng))。(4)獲得的深色粗產(chǎn)品加入活性炭，以95%乙醇重結(jié)晶。加入活性炭的作用是_。解析(1)反應(yīng)放熱，需要控制滴液速度，且在攪拌散熱下進(jìn)行。冰水可以降溫，使反應(yīng)速率減慢。(2)提供晶種，可以加速結(jié)晶。(3)抽濾裝置中包含吸濾瓶、布氏漏斗。(4)活性炭具有吸附性，從而可以脫色。答案(1)放熱冰水浴冷卻(2)提供晶種，加速結(jié)晶(3)吸濾瓶 布氏漏斗(4)吸附脫色 2草酸二乙酯可用于苯巴比妥等藥物的中間體，實(shí)驗(yàn)室以草酸(HOOCCOOH)和乙醇為原料制備草酸二乙酯的實(shí)驗(yàn)步驟如下：步驟1：在如圖所示裝置中，加入無(wú)水草酸45 g，無(wú)水乙醇81 g，苯200 mL，濃硫酸10 mL，攪拌下加熱6 870 回流共沸脫水。步驟2：待水基本蒸完后，分離出乙醇和苯。步驟3：所得混合液冷卻后依次用水、飽和碳酸氫鈉溶液洗滌，再用無(wú)水硫酸鈉干燥。步驟4：常壓蒸餾，收集182184 的餾分，得草酸二乙酯57 g。(1)步驟1中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_，反應(yīng)過(guò)程中冷凝水應(yīng)從_(填“a”或“b”)端進(jìn)入。 (2)步驟2操作為_(kāi)。(3)步驟3用飽和碳酸氫鈉溶液洗滌的目的是_。 (4)步驟4除抽氣減壓裝置外所用玻璃儀器有蒸餾燒瓶、冷凝管、接液管、錐形瓶和_。 (5)本實(shí)驗(yàn)中，草酸二乙酯的產(chǎn)率為_(kāi)。 解析本題考查方程式的書(shū)寫(xiě)和化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作。(1)草酸中含有2個(gè)羧基，可以與2份乙醇發(fā)生酯化反應(yīng)。冷凝管中的水均為下進(jìn)上出。(2)乙醇和苯為兩種互溶的有機(jī)物，應(yīng)用蒸餾法分離。(3)NaHCO3可以除去酸性物質(zhì)。(4)蒸餾中需要用酒精燈加熱，要用溫度計(jì)指示餾分溫度。(5)45 g無(wú)水草酸為0.5 mol，81 g無(wú)水乙醇為1.76 mol，兩者反應(yīng)時(shí)，無(wú)水乙醇過(guò)量，以草酸計(jì)算，理論上可生成草酸二乙酯為0.5 mol，質(zhì)量為0.5 mol×146 g/mol73 g，所以產(chǎn)率為×100%78%。答案(1) (2)蒸餾(3)除去草酸、硫酸等酸性物質(zhì)(4)溫度計(jì)、酒精燈(5)78%33丁酮酸乙酯在有機(jī)合成中用途極廣，廣泛用于藥物合成，還用作食品的著香劑。其相對(duì)分子質(zhì)量為130，常溫下為無(wú)色液體，沸點(diǎn)181 ，受熱溫度超過(guò)95 攝氏度時(shí)就會(huì)分解；易溶于水，與乙醇、乙酸乙酯等有機(jī)試劑以任意比混溶；實(shí)驗(yàn)室可用以乙酸乙酯和金屬鈉為原料制備。乙酸乙酯相對(duì)分子質(zhì)量為88，常溫下為無(wú)色易揮發(fā)液體，微溶于水，沸點(diǎn)77 。【反應(yīng)原理】【實(shí)驗(yàn)裝置】【實(shí)驗(yàn)步驟】1加熱反應(yīng)：向反應(yīng)裝置中加入32 mL(28.5 g，0.32 mol)乙酸乙酯、少量無(wú)水乙醇、1.6 g(0.07 mol)切細(xì)的金屬鈉，微熱回流1.53小時(shí)，直至金屬鈉消失。2產(chǎn)物后處理：冷卻至室溫，卸下冷凝管，將燒瓶浸在冷水浴中，在搖動(dòng)下緩慢的加入32 mL 30%醋酸水溶液，使反應(yīng)液分層。用分液漏斗分離出酯層。酯層用5%碳酸鈉溶液洗滌，有機(jī)層放入干燥的錐形瓶中，加入無(wú)水碳酸鉀至液體澄清。3蒸出未反應(yīng)的乙酸乙酯：將反應(yīng)液在常壓下蒸餾至100 。然后改用減壓蒸餾，得到產(chǎn)品2.0 g?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)從反應(yīng)原理看，無(wú)水乙醇的作用是_。(2)反應(yīng)裝置中加干燥管是為了_。兩個(gè)裝置中冷凝管的作用_(填“相同”或“不相同”)，冷卻水進(jìn)水口分別為_(kāi)和_(填圖中的字母)。(3)產(chǎn)物后處理中，滴加稀醋酸的目的是_，稀醋酸不能加多了，原因是_。用分液漏斗分離出酯層的操作叫_。碳酸鈉溶液洗滌的目的是_。加碳酸鉀的目的是_。(4)采用減壓蒸餾的原因是_。(5)本實(shí)驗(yàn)所得到的3丁酮酸乙酯產(chǎn)率是_(填正確答案標(biāo)號(hào))。A10% B22% C19% D40%解析(1)由題給反應(yīng)，無(wú)水乙醇與Na反應(yīng)生成CH3CH2ONa，與乙酸乙酯反應(yīng)又生成乙醇，可知無(wú)水乙醇作催化劑。(2)干燥管的作用是防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入，保證反應(yīng)體系干燥。反應(yīng)裝置中的冷凝管是因?yàn)橐宜嵋阴ヒ讚]發(fā)，冷凝乙酸乙酯，使反應(yīng)充分。減壓蒸餾裝置中的冷凝管是冷凝產(chǎn)品。冷卻水均為下進(jìn)上出。(3)由題給反應(yīng)2可知加入乙酸，中和鈉鹽生成產(chǎn)品。由于產(chǎn)品易溶于水，稀醋酸加多了，會(huì)有部分產(chǎn)品溶解。Na2CO3溶液洗滌類(lèi)似于乙酸乙酯制備中的作用，中和乙酸。制得產(chǎn)品中加入無(wú)水碳酸鉀的目的是吸水干燥。(5)乙酸乙酯0.32 mol，鈉 0.07 mol，鈉不足，理論生成3丁酮酸乙酯0.03 mol，即0.07 mol×130 g/mol9.1 g，產(chǎn)率為：×100%22%。答案(1)催化劑(2)防濕氣進(jìn)入反應(yīng)體系中以保證反應(yīng)體系干燥不相同bd(3)中和生成的鈉鹽，使之變成產(chǎn)物酸多了會(huì)增加產(chǎn)物在水中的溶解度分液中和醋酸干燥(4)3丁酮酸乙酯沸點(diǎn)高，在沸點(diǎn)溫度下還易分解(5)B4對(duì)硝基苯甲酸在醫(yī)藥、感光材料等工業(yè)中應(yīng)用廣泛。以對(duì)硝基甲苯等為原料制取對(duì)硝基苯甲酸(黃色結(jié)晶，熔點(diǎn)242 ，沸點(diǎn)約359 ，微溶于水，能升華。)的反應(yīng)原理為：某小組以對(duì)硝基甲苯等物質(zhì)為原料制取對(duì)硝基苯甲酸的實(shí)驗(yàn)裝置如右圖所示(加熱和儀器固定裝置均已略去)，實(shí)驗(yàn)步驟如下：步驟1：向250 mL三頸燒瓶中依次加入適量的對(duì)硝基甲苯、重鉻酸鈉粉末、水，并充分混合。在攪拌下，用滴液漏斗滴入適量濃硫酸后，加熱0.5 h至反應(yīng)液呈黑色。步驟2：待反應(yīng)混合物冷卻后，和適量冰水充分混合，抽濾并用50 mL水分兩次洗滌。將洗滌后的固體放入盛有適量5%硫酸溶液中，水浴加熱10 min，冷卻后抽濾。步驟3：將抽濾后的固體溶于適量5% NaOH溶液中，50 溫?zé)岷蟪闉V，在濾液中加入少量活性炭，煮沸后趁熱抽濾。將得到的濾液慢慢加入到盛有適量15%硫酸溶液的燒杯中，析出黃色沉淀，抽濾，冷水洗滌，干燥得粗產(chǎn)品。(1)在步驟1中“攪拌”是用電動(dòng)攪拌器完成的，這樣操作的好處有_、_。(2)在三頸燒瓶中，隨著濃硫酸的加入，反應(yīng)溫度迅速上升，為使反應(yīng)溫度不致過(guò)高，必要時(shí)可采取的措施是_。(3)在步驟2中，抽濾所得固體的主要成分是_。抽濾裝置所包含的儀器除減壓系統(tǒng)外，還有_、_(填儀器名稱(chēng))。(4)步驟3用NaOH溶液進(jìn)行處理的作用主要是_。用NaOH溶液處理后，需50 溫?zé)岷蟪闉V的原因是_。(5)制得的粗產(chǎn)品需要進(jìn)一步精制(純化)，根據(jù)對(duì)硝基苯甲酸的有關(guān)性質(zhì)可知，對(duì)其進(jìn)行精制(純化)可以用乙醇溶液完成，也可以采用_法完成。解析(1)攪拌的目的是為了混合均勻；增大接觸面積，加快反應(yīng)速率；可以散熱，避免反應(yīng)物局部過(guò)熱等。(2)降溫可以用冰水冷卻。(3)由題給信息可知 對(duì)硝基苯甲酸微溶于水，抽濾得對(duì)硝基苯甲酸。(4)加NaOH使對(duì)硝基苯甲酸反應(yīng)而溶解，使Cr3生成沉淀而除去。抽濾是除去Cr(OH)3，防止對(duì)硝基苯甲酸鈉析出。(5)由題給信息“對(duì)硝基苯甲酸能升華”可以采用升華法。答案(1)使反應(yīng)物迅速混合均勻；可以避免反應(yīng)物局部過(guò)熱、過(guò)濃而導(dǎo)致副反應(yīng)發(fā)生；能夠縮短反應(yīng)時(shí)間和提高產(chǎn)率(任答兩點(diǎn)。其他合理答案均可。)(2)用冰水冷卻(其他合理答案均可。)(3)對(duì)硝基苯甲酸吸濾瓶、布氏漏斗(4)(進(jìn)一步)除去雜質(zhì)鉻鹽生成Cr(OH)3沉淀(其他合理答案均可。)若溫度過(guò)低，對(duì)硝基苯甲酸鈉會(huì)析出而被濾出(5)升華(合理答案均可。)5阿司匹林可由水楊酸與乙酸酐作用制得。其制備原理如下：乙酰水楊酸的鈉鹽易溶于水。阿司匹林可按如下步驟制取和純化：步驟1：在干燥的50 mL圓底燒瓶中加入2 g水楊酸、5 mL乙酸酐和5滴濃硫酸，振蕩使水楊酸全部溶解。步驟2：按圖所示裝置裝配好儀器，通入冷凝水，在水浴上加熱回流510 min，控制水浴溫度在8590 。步驟3：反應(yīng)結(jié)束后，取下反應(yīng)瓶，冷卻，再放入冰水中冷卻、結(jié)晶、抽濾、冷水洗滌23次，繼續(xù)抽濾得粗產(chǎn)物。步驟4：將粗產(chǎn)物轉(zhuǎn)移至150 mL燒杯中，在攪拌下加入25 mL飽和碳酸氫鈉溶液，充分?jǐn)嚢?，然后過(guò)濾。步驟5：將濾液倒入10 mL 4 mol·L1鹽酸溶液，攪拌，將燒杯置于冰浴中冷卻，使結(jié)晶完全。抽濾，再用冷水洗滌23次。(1)步驟1中濃硫酸的作用可能是_。(2)步驟2中，冷凝管通水，水應(yīng)從_口進(jìn)(填“a”或“b”)。(3)步驟3抽濾時(shí)，有時(shí)濾紙會(huì)穿孔，避免濾紙穿孔的措施是_。(4)步驟4發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)；過(guò)濾得到的固體為_(kāi)。(5) 取幾粒步驟5獲得的晶體加入盛有5 mL水的試管中，加入12滴1%三氯化鐵溶液，發(fā)現(xiàn)溶液變紫色，可采用_方法，進(jìn)一步純化晶體。解析(1)由制備原理可以看出，濃硫酸的作用是在該反應(yīng)中作為催化劑。(2)冷凝水的流向是“下進(jìn)上出”，故從b管進(jìn)水，a管出水。(3)避免濾紙穿孔的措施是減小真空度或者加一層(或多層)濾紙。(4)根據(jù)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可知是羧基(COOH)與NaHCO3發(fā)生反應(yīng)；粗產(chǎn)品中還有發(fā)生副反應(yīng)得到的聚水楊酸。(5)發(fā)現(xiàn)溶液變紫，說(shuō)明晶體中存在水楊酸，故仍需(用適當(dāng)溶劑)重結(jié)晶，進(jìn)一步純化晶體。答案(1)催化劑(2)b(3)減小真空度或者加一層(或多層)濾紙(4) 聚水楊酸(5)(用適當(dāng)溶劑)重結(jié)晶