浙江省十校联盟2023届第三次联考高三年级化学T20详解

今天，我们将对浙江省十校联盟2023届第三次联考高三年级化学中的T20进行详细的解析。同时欢迎大家通过微信公众号私信投稿比较有趣的化学试题，可能会选取部分具有代表性的题目进行解析。

T20：实验题。 

做题技巧：

（1）需要一定的知识积累量，但也可以从III的操作：通过加碱使苯甲酸转化为苯甲酸钠，获得启发；（2）比较简单，想清楚浓硫酸酸入水并搅拌防止暴沸的原理即可；（3）可以是送分题也可以是极难题，可以说是考察对题干已知信息的把握，也可以说是考察对课内酯化反应分离水分的拓展，请注意冷凝管和分水器的长相差异；（4）其实不难，同时也可以通过这是一道多选题来排除答案；（5）同样考察了对题干已知信息的把握，滴定过程也有一定的思维量。

答案详解：

先纵观整个题干，我们先把重要的地方标记出来（逐渐培养对题给信息的敏感程度，比如信息②可能比较难一眼看出来需要用到，但是信息①一定会被用到应该被提前想到）：①已知：环己烷、乙醇和水易形成三元共沸物，沸点62.1℃；②产品密度0.950 g/cm3。这两个条件，我们做题中一定会使用到，如果没有用到，那说明肯定在某个小问中，我们填写了错误的答案。

再来看一下整个实验流程，I：完成的是甲苯到苯甲酸的转化；II：可能是加入了一些固体氧化剂，或是反应中产生了固体副产物等，我们将这些不需要的物质通过过滤除去；III：实现有机层和水层的分离；IV：固体1，提示这一步是将苯甲酸析出；V：重结晶，提示这一步是将苯甲酸进一步纯化；VI：酯化反应。

（1）考虑III到IV这一步，我们结合（4）B可以知道，就是通过将苯甲酸转化为钠盐后，从微溶于水变成可溶于水而将其从有机层中分离。步骤IV是将苯甲酸析出，那步骤肯定就是先加酸使之部分析出，再是最正常的套路性的八个字“蒸发浓缩、冷却结晶”。综上所述，本题答案为：加酸酸化、蒸发浓缩、冷却结晶。

（2）排序题要先选出正确的选项，如果选到了不正确的选项就前功尽弃了；第二步是进行大致的排序，比如检查气密性肯定是最先的，然后是加料，最后是分离等等。所以本问中d和e肯定是只有一个是正确的。比较两者差异，就是浓硫酸加入的次序不同。在课内的酯化反应中，包括浓硫酸稀释中我们都提到，要酸入水并不停搅拌，目的是为了防止暴沸。因此，在加完了所有的物质后再加入浓硫酸，会更不容易引起暴沸，溶剂越多，吸收相同的热量升高的温度就越少。根据课内酯化反应的过程（检查气密性→加料→分离→分液（得先有无机层才能分液吧）并蒸馏），不难选出合理的顺序为：adcb。

（3）a的名称为三颈烧瓶，这个实在没有什么好说的了。虚线框内的装置是分水器，酯化反应成功的关键就是要不断地将水从体系中分离（这里多提一嘴，酯化反应的平衡常数中要把水写入，因为在这里，水的浓度并不是几乎不变的，而是变化很大的）。那么这里的分水器是通过什么原理将水分离的呢？请结合题干的已知条件①，这是一定要运用的，于是我们就可以抄写已知条件①并稍作修改得到本题答案：环己烷、乙醇和水易形成三元共沸物，分离出水，有利于酯化反应平衡正向移动，提高产率。事实上标准答案中说明，只要讲到能分离出水，促进酯化反应就给分，这降低了对考生的要求。请注意冷凝管和分水器的长相差异。

（4）A：甲苯氧化得苯甲酸，可以使用酸性KMnO4溶液进行氧化，因为酸性KMnO4溶液除了不能氧化没有α-H的苯衍生物外，其他的侧链一律氧化为羧基，故不选A选项；B：结合（1），III到IV这一步就是通过将苯甲酸转化为钠盐后，从微溶于水变成可溶于水而将其从有机层中分离，故选B选项；C：减压过滤就是抽滤，是利用抽气泵使抽滤瓶中的压强降低，以达到固液分离的目的的操作，显而易见，最主要的好处就是加快过滤的速度，选项描述中的“得到纯度更高的苯甲酸”是胡说八道，怎么可能通过过滤就能把固体中的杂质减少呢，另外V重结晶的目的才是得到纯度更高的苯甲酸，故不选C选项[1]；D：步骤VI是酯化反应，结合（2）中各步骤，最终产物应该是苯甲酸乙酯，查表知其沸点为210-213℃，而选项描述中的“249℃”为苯甲酸的沸点，张冠李戴，显然不对，故不选D选项；E：下层液面不再升高意味着不再有环己烷、乙醇和水的三元共沸物被蒸出来了，即反应完全，可以停止加热，故选择E选项。综上所述，本题答案为：BE。

（5）考虑反应过程：苯甲酸乙酯 + 环己烷→（加入过量NaOH）→苯甲酸钠 + 乙醇 + 过量NaOH + 环己烷→（取出100mL中的25mL（记得1/4的比例））→苯甲酸钠 + 乙醇 + 环己烷 + NaCl。“过量的NaOH”中的“过量”二字通常提示我们后面会将过量的部分滴完，再来考虑滴定终点的酸碱性，滴定终点应该是苯甲酸钠而不是苯甲酸，否则加入的HCl就应该和NaOH一样多。因此，由于苯甲酸钠的水解作用，滴定终点应为碱性，故选择酚酞作指示剂。接下来进行计算，n(NaOH) = 0.030 mol，n(HCl) = 0.012 mol（已乘4），可得n(苯甲酸乙酯) = 0.030 - 0.012 = 0.018 mol，M(苯甲酸乙酯) = 150 g/mol，m(苯甲酸乙酯) = 0.018 × 150 = 2.70 g。请别忘记我们还没有使用题干的已知条件②：产品密度为0.950 g/cm3，因此，m(产品) = 0.950 × 3.60 = 3.42 g，w(苯甲酸乙酯) = 2.70 / 3.42 * 100 % = 78.9 %。这里可能很多同学一开始不知道3.60 mL要怎么处理，难道是要用体积算纯度吗，事实上，这仍然提醒了我们题干信息非常重要。

（5）*请思考以下计算过程为何不对？[2]

n(NaOH) = 0.030 mol，n(HCl) = 0.012 mol（已乘4），可得n(苯甲酸乙酯) = 0.030 - 0.012 = 0.018 mol，M(苯甲酸乙酯) = 150 g/mol，m(苯甲酸乙酯) = 0.018 × 150 = 2.70 g，V(苯甲酸乙酯) = 2.70 / 1.05 = 2.57 cm3，由于假设只含环己烷一种杂质，V(环己烷) = 3.60 - 2.571 = 1.03 cm3，m(环己烷) = 1.03 × 0.779 = 0.802 g，故m(产品) = 2.70 + 0.802 = 3.502 g，w(苯甲酸乙酯) = 2.70 /3.502 * 100 % = 77.1 %。

知识拓展：

[1]：减压过滤的三个好处：过滤和洗涤速度快；液体和固体分离比较安全；滤出的固体容易干燥。减压过滤操作中的注意事项：当过滤的溶液具有强酸性、强碱性或强氧化性时，要用玻璃纤维代替滤纸或用玻璃砂漏斗代替布氏漏斗。

[2]：溶液的体积并不具有直接加和性，分子之间是有空隙的（参见物理选修三）。因此，V(苯甲酸乙酯) = 2.70 / 1.05 = 2.57 cm3，由于假设只含环己烷一种杂质，V(环己烷) = 3.60 - 2.571 = 1.03 cm3，这一步体积运算是错误的。

撰稿：NemoCui

致谢：朱倩宜