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微专题04 冷疑回流装置
近年来“有机实验”在高考试题中频频出现，主要涉及有机物的制备、有机物官能团性质的实验探究
等。有机物的制备及分离提纯，常常与蒸馏、冷疑回流、分液操作相联系，其中把教材中的蒸馏操作迁移
至冷疑回流屡见不鲜。有易挥发的液体反应物时，冷凝回流可以避免反应物损耗和充分利用原料，使该物
质通过冷凝后由气态恢复为液态，从而回流并收集。有机物的制备及分离提纯，要注意来年的高考中，有
机物的制备实验的考查可能性也不低。
1．(2023•湖北省选择性考试，8)实验室用以下装置(夹持和水浴加热装置略)制备乙酸异戊酯(沸点
142℃)，实验中利用环己烷-水的共沸体系(沸点69℃)带出水分。已知体系中沸点最低的有机物是环己烷(沸
点81℃)，其反应原理：
下列说法错误的是( )
A．以共沸体系带水促使反应正向进行
B．反应时水浴温度需严格控制在69℃
C．接收瓶中会出现分层现象
D．根据带出水的体积可估算反应进度
2．(2022·全国甲卷,27)硫化钠可广泛用于染料、医药行业。工业生产的硫化钠粗品中常含有一定量的
煤灰及重金属硫化物等杂质。硫化钠易溶于热乙醇，重金属硫化物难溶于乙醇。实验室中常用95%乙醇重
结晶纯化硫化钠粗品。回答下列问题：
(1)工业上常用芒硝(Na2SO4·10H2O)和煤粉在高温下生产硫化钠，同时生成CO，该反应的化学方程式
为_______。
(2)溶解回流装置如图所示，回流前无需加入沸石，其原因是_______。回流时，烧瓶内气雾上升高度
不宜超过冷凝管高度的1/3.若气雾上升过高，可采取的措施是_______。
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(3)回流时间不宜过长，原因是_______。回流结束后，需进行的操作有①停止加热 ②关闭冷凝
水 ③移去水浴，正确的顺序为_______(填标号)。
A．①②③ B．③①② C．②①③ D．①③②
(4)该实验热过滤操作时，用锥形瓶而不能用烧杯接收滤液，其原因是_______。过滤除去的杂质为
_______。若滤纸上析出大量晶体，则可能的原因是_______。
(5)滤液冷却、结晶、过滤，晶体用少量_______洗涤，干燥，得到Na2S·xH2O。
3．(2021·全国乙卷，27)氧化石墨烯具有稳定的网状结构，在能源、材料等领域有着重要的应用前景，
通过氧化剥离石墨制备氧化石墨烯的一种方法如下(转置如图所示)：
Ⅰ.将浓H2SO4、NaNO3、石墨粉末在c 中混合，置于冰水浴中，剧烈搅拌下，分批缓慢加入KMnO4粉
末，塞好瓶口。
Ⅱ.转至油浴中，35℃搅拌1 小时，缓慢滴加一定量的蒸馏水。升温至98℃并保持1 小时。
Ⅲ.转移至大烧杯中，静置冷却至室温。加入大量蒸馏水，而后滴加H2O2至悬浊液由紫色变为土黄色。
Ⅳ.离心分离，稀盐酸洗涤沉淀。
Ⅴ.蒸馏水洗涤沉淀。
Ⅵ.冷冻干燥，得到土黄色的氧化石墨烯。
2
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回答下列问题：
(1)装置图中，仪器a、c 的名称分别是_______、_______，仪器b 的进水口是_______(填字母)。
(2)步骤Ⅰ中，需分批缓慢加入KMnO4粉末并使用冰水浴，原因是_______。
(3)步骤Ⅱ中的加热方式采用油浴，不使用热水浴，原因是_______。
(4)步骤Ⅲ中，H2O2的作用是_______(以离子方程式表示)。
(5)步骤Ⅳ中，洗涤是否完成，可通过检测洗出液中是否存在SO4
2-来判断。检测的方法是_______。
(6)步骤Ⅴ可用pH 试纸检测来判断Cl-是否洗净，其理由是_______。
回流冷凝管内管为若干个玻璃球连接起来，用于有机制备的回流，适用于各种沸点的液体。
1.直形冷凝管
一般是用于蒸馏,冷凝生成物。或用在蒸馏法分离物质时使用(斜放)。下面进水，上口出水。
2.球形冷凝管
一般用于反应装置,冷凝反应物。即在反应时考虑到反应物的蒸发流失而用球形冷凝管冷凝回流,
使反应更充分彻底，同样是下面进水，上面出水。
3.蛇形冷凝管
反应物的沸点很低时，要使用蛇形冷凝管代替球形冷凝管冷凝反应物。
1．锡为第ⅣA 族元素，四碘化锡是常用的有机合成试剂(SnI4的熔点为144.5 ℃，沸点为364.5 ℃，易
水解)。实验室以过量锡箔为原料通过反应Sn+2I2
SnI4制备SnI4。下列说法错误的是( D )
图K37-3
A.加入碎瓷片的目的是防止暴沸 B.SnI4可溶于CCl4中
C.装置Ⅰ中a 为冷凝水进水口 D.装置Ⅱ的主要作用是吸收挥发的I2
2．有机物1-溴丁烷是一种重要的精细化工产品，在有机合成中作烷基化试剂。实验室用浓硫酸、
NaBr 固体、1-丁醇和下列装置制备1-溴丁烷。
3
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图K37-4
下列说法错误的是( )
A.浓硫酸的作用包含制取HBr、吸水提高1-丁醇的转化率等
B.气体吸收装置的作用是吸收HBr，防止其污染空气
C.分液装置中要进行水洗分液、10%Na2CO3溶液洗涤分液、水洗分液等操作以除去杂质
D.图中冷凝管中的冷凝水均为a 口进b 口出
3．(2024·江西景德镇高三联考)在室温或室温附近温度下呈液态的自由离子构成的物质，称为室温离
子液体。离子液体一般采取2 步法合成，某离子液体Z(Mr=284)的制备原理如下：
Ⅰ．中间体Y 的制备(装置见下图，省略部分夹持及加热仪器)
在三颈烧瓶中加入6.0 g(0.072 mol)X(1-甲基咪唑)，加入20 mL 1，1，1-三氯乙烷做溶剂，在磁力搅拌
下，用仪器A 缓慢滴加正溴丁烷10.2 g(0.072 mol)，约40 min 滴完，加热回流2 h，反应完毕。用旋转蒸发
仪将1，1，1-三氯乙烷蒸出，得到Y，为淡黄色黏稠状液体。
(1)仪器A 的名称为 ；加热方式为 ；检查装置气密性后， (填具体
操作)，再进行加热。
(2)X 中五元环成键方式类似苯，指出1 号和3 号N 原子上孤电子对所在轨道的位置 、
。
Ⅱ．离子液体Z 的制备
在50 mL 圆底烧瓶中加入0.02 mol Y、0.02 mol 氟磷酸铵和10 mL 水，在磁力搅拌下，进行阴离子交
换，在室温下搅拌反应1 h．反应液分为两相，倾出轻相，并反复水洗重相，分液后，重相置于真空干燥
箱中，在80℃干燥至无失重，得无色黏稠液体Z 5.44 g。
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(3)写出检验产品已洗净的操作 。
(4)计算Z 的产率为 。(保留3 位有效数字)
Ⅲ．离子液体Z 的表征
(5)取一定量步骤Ⅱ中制备的Z 进行红外分析，得谱图如下，经数据库比对，发现只有3428 处的峰与
标准谱图不一致，已知3428 峰说明有O-H 键，则出现该峰的可能原因为 。
(6)根据所学知识，预测离子液体Z 一种用途 。
4．苯甲酸乙酯是重要的精细化工试剂，常用于配制水果型食用香精。实验室制备流程如下：
试剂相关性质如下表：
苯甲酸
乙醇
苯甲酸乙酯
常温性状
白色针状晶体
无色液体
无色透明液体
沸点/℃
249.0
78.0
212.6
相对分子质量
122
46
150
溶解性
微溶于水，易溶于乙醇、乙
醚等有机溶剂
与水任意比互
溶
难溶于冷水，微溶于热水，易
溶于乙醇和乙醚
回答下列问题：
(1)为提高原料苯甲酸的纯度，可采用的纯化方法为__________________。
(2)步骤①的装置如图所示(加热和夹持装置已略去)，将一小团棉花放入仪器B 中靠近活塞孔处，将吸
水剂(无水硫酸铜的乙醇饱和溶液)放入仪器B 中，在仪器C 中加入 12.2 g 纯化后的苯甲酸晶体，30 mL 无
水乙醇(约0.5 mol)和3 mL 浓硫酸，加入沸石，加热至微沸，回流反应1.5~2 h。仪器A 的作用是
__________________；仪器C 中反应液应采用___________________________方式加热。
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(3)随着反应进行，反应体系中水分不断被有效分离，仪器B 中吸水剂的现象为_________。
(4)反应结束后，对C 中混合液进行分离提纯，操作I 是_________；操作Ⅱ所用的玻璃仪器除了烧杯
外还有_________。
(5)反应结束后，步骤③中将反应液倒入冷水的目的除了溶解乙醇外，还有______________；加入试剂
X 为______________(填写化学式)。
(6)最终得到产物纯品12.0 g，实验产率为_________ %(保留三位有效数字)。
5．咖啡因是一种生物碱(易溶于水及乙醇，熔点234.5℃，100℃以上开始升华)，有兴奋大脑神经和利
尿等作用。茶叶中含咖啡因约1%~5%、单宁酸(Ka约为10−4，易溶于水及乙醇)约3%~10%，还含有色素、
纤维素等。实验室从茶叶中提取咖啡因的流程如下图所示。
索氏提取装置如图所示。实验时烧瓶中溶剂受热蒸发，蒸汽沿蒸汽导管2 上升至球形冷凝管，冷凝后
滴入滤纸套筒1 中，与茶叶末接触，进行萃取。萃取液液面达到虹吸管3 顶端时，经虹吸管3 返回烧瓶，
从而实现对茶叶末的连续萃取。回答下列问题：
(1)实验时需将茶叶研细，放入滤纸套筒1 中，研细的目的是______________，圆底烧瓶中加入95%乙
醇为溶剂，加热前还要加几粒______________。
(2)提取过程不可选用明火直接加热，原因是______________，与常规的萃取相比，采用索氏提取器的
优点是______________。
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(3)提取液需经“蒸馏浓缩”除去大部分溶剂，与水相比，乙醇作为萃取剂的优点是______________。
“蒸馏浓缩”需选用的仪器除了圆底烧瓶、蒸馏头、温度计、接收管之外，还有______________(填标号)。
A．直形冷凝管 B．球形冷凝管C．接收瓶D．烧杯
(4)浓缩液加生石灰的作用是中和______________和吸收______________。
(5)可采用如图所示的简易装置分离提纯咖啡因
。将粉状物放入蒸发皿中并小火加热，
咖啡因在扎有小孔的滤纸上凝结，该分离提纯方法的名称是______________。
6．过氧乙酸(CH3COOOH)不仅在卫生医疗、食品消毒及漂白剂领域有广泛应用，也应用于环境工程、
精细化工等领域。实验室利用醋酸(CH3COOH)与双氧水(H2O2)共热，在固体酸的催化下制备过氧乙酸
(CH3COOOH)，其装置如图所示。请回答下列问题：
实验步骤：
I.先在反应瓶中加入冰醋酸、乙酸丁酯和固体酸催化剂，开通仪器1 和8，温度维持为55℃；
II.待真空度达到反应要求时，打开仪器3 的活塞，逐滴滴入浓度为35%的双氧水，再通入冷却水；
III.从仪器5 定期放出乙酸丁酯和水的混合物，待反应结束后分离反应器2 中的混合物，得到粗产品。
(1)仪器6 的名称是_______，反应器2 中制备过氧乙酸(CH3COOOH)的化学反应方程式为_______。
(2)反应中维持冰醋酸过量，目的是提高_______；分离反应器2 中的混合物得到粗产品，分离的方法
是_______。
(3)实验中加入乙酸丁酯的主要作用是_______(选填字母序号)。
A．作为反应溶剂，提高反应速率
B．与固体酸一同作为催化剂使用，提高反应速率
C．与水形成沸点更低的混合物，利于水的蒸发，提高产率
D．增大油水分离器5 的液体量，便于实验观察
(4)从仪器5 定期放出乙酸丁酯和水的混合物，待观察到_______(填现象)时，反应结束。
(5)粗产品中过氧乙酸(CH3COOOH)含量的测定：取一定体积的样品VmL，分成6 等份，用过量KI 溶
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液与过氧化物作用，以0.1mol•L-1的硫代硫酸钠溶液滴定碘(I2+2S2O3
2-=2I-+S4O6
2-)；重复3 次，平均消耗量
为V1mL。再以0.02mol•L-1的酸性高锰酸钾溶液滴定样品，重复3 次，平均消耗量为V2mL。则样品中的过
氧乙酸的浓度为_______mol•L-1。
7．实验室以苯甲酸和乙醇为原料制备苯甲酸乙酯，实验装置如图(加热及夹持装置已省略)。
反应原理：
+C2H5OH
+H2O
物质
颜色、状态
沸点(℃)
密度(g·cm-3)
苯甲酸
无色晶体
249(100°C 升华)
1.27
苯甲酸乙酯
无色液体
212.6
1.05
乙醇
无色液体。
78.3
0.79
环己烷
无色液体
80.8
0.73
实验步骤如下：
步骤1：在三颈烧瓶中加入12.20g 苯甲酸、20mL 环己烷、5mL 浓硫酸、沸石，并通过分液漏斗加入
60mL(过量)乙醇，控制温度在65~70℃加热回流2h。反应时“环己烷-乙醇-水”会形成共沸物(沸点62.6℃)
蒸馏出来，再利用分水器不断分离除去水，回流环己烷和乙醇。
步骤2：反应一段时间，打开旋塞放出分水器中液体，关闭旋塞，继续加热维持反应。
步骤3：将三颈烧瓶内反应液倒入盛有适量水的烧杯中，分批加入Na2CO3至溶液呈中性。
步骤4：用分液漏斗分离出有机层，水层用25mL 乙醚萃取分液，然后合并至有机层。加入氯化钙，
对粗产物进行蒸馏，低温蒸出乙醚后，继续升温，接收210~213℃的馏分，得到产品10.00mL。
请回答下列问题：
(1)制备苯甲酸乙酯时，应采用_______方式加热；冷凝管中水流方向_______。
(2)根据上述实验药品的用量，三颈烧瓶最适宜规格为_______。
A．100mL
B．150mL
C．250mL
D．500mL
(3)加入环己烷的目的是____________________________。
(4)装置中分水器的作用是_______；判断反应已经完成的标志是_______。
(5)步骤3 若加入Na2CO3不足，在之后蒸馏时，蒸馏烧瓶中可见到白烟生成，产生该现象的原因是
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____________________________。
(6)步骤4 中对水层用乙醚再萃取后合并至有机层的目的是_________________。下图关于步骤4 中对
水层的萃取分液的相关操作的正确顺序为_______(用编号排序)；对粗产物进行蒸馏时应选用的_______冷
凝管(选填“直形”“球形”或“蛇形”)。
(7)本实验中苯甲酸乙酯的产率为_______。
8．(2024·浙江省Z20 名校联盟)某小组设计制备补铁剂甘氨酸亚铁的实验步骤和装置图(夹持装置省略)
如图：
合成反应为：2H2NCH2COOH+FeSO4+2NaOH=(H2NCH2COO)2Fe+Na2SO4+2H2O。
有关物质性质如表所示：
甘氨酸
柠檬酸
甘氨酸亚铁
易溶于水，微溶于乙醇
易溶于水和乙
醇
易溶于水，微溶于乙醇
具有两性
酸性和还原性
常温不易，氧化变质
回答下列问题：
(1)步骤I 制备FeSO4，先打开K1、K2，关闭K3，充分反应后(仍有气泡)，将B 中溶液转移到D 中的操
作是 。
(2)步骤I、II 中，为了防止Fe2+被氧化，采取的措施有 、 (填2 种)。
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(3)步骤II，D 中反应液pH 过高或过低均会导致产率降低，原因是 。
(4)下列说法不正确的是 。
A．步骤I、II 使用滴液漏斗A 或C 滴入液体时，无需取下上口玻璃塞
B．步骤III 加入乙醇的作用是降低甘氨酸亚铁的溶解度，促使其结晶析出
C．步骤III 过滤后洗涤，往漏斗中加水浸没沉淀，小心搅拌以加快过滤
D．步骤IV 重结晶，将粗产品溶解于适量水中，蒸发浓缩至出现大量晶体，趁热过滤
(5)步骤V，检测产品中铁元素的含量，需要用到如图电子天平，以差量法准确称量样品。操作的正确
排序为：电子天平开机预热→A→B→______→______→______→______→F。
A．调水平(使水平仪气泡归中)
B．利用标准码进行校准
C．往称量瓶中加入一定量样品，放回秤盘
D．将称量瓶置于秤盘中间，待示数不变时，按TAR 键去皮
E.从称量瓶中倒出一定量样品，放回秤盘
F.关闭侧门，待示数不变时读数记录
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