有机物的制备实验考点总结
2015-05-30谢振超
谢振超
有机物的制备在近几年的新课标工卷的化学高考题中连续出现,成为化学高考备考中不可忽视的重要专题。在有机物的制备实验中,通常涉及的环节有:有机物的制备、有机物的分离提纯、有机物的产率计算等。
一,有机物的制备
1.仪器。
①三颈圆底烧瓶。又称三口烧瓶,在有机化学实验中被广泛使用。它有三个口,可以同时加入多种反应物,或是加冷凝管。三口烧瓶因瓶口很窄,不适用玻璃棒搅拌,若需要搅拌时,可以手握瓶口微转手腕即可顺利搅拌均匀,或是使用专用搅拌器。
常见的搅拌器:
机械搅拌器
磁力搅拌器
②分液漏斗或恒压滴液漏斗。作用:滴加液体。通常可以控制滴加液体的速度,从而控制反应速度。
③温度计。控制反应的温度。
④球形冷凝管。作用:冷凝回流。使挥发的反应物在冷凝管中液化,重新回流到反应装置,继续发生反应。使用注意点:冷凝水要从下口进,上口出。分液漏斗 恒压式滴液漏斗 球形冷凝管
2.制备装置。
常见的反应装置如下所示(加热装置省略):
二,液态有机物的分离提纯
在新制的有机产物中,通常会混有有机物杂质和无机物杂质。无机物杂质通常用相应的无机试剂洗去;有机物杂质通常通过蒸馏法与有机产物分离开。
1.除无机物杂质。
(1)方法:用一些无机试剂洗涤。
(2)仪器:分液漏斗。
使用方法:
①查漏。
②萃取或洗涤有机物时,需要充分振荡并放气。
③静置。将分液漏斗置于铁架台上静置。
④放出液体。打开上口玻璃塞(或使塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔),然后打开旋塞,放出下层液体,上层液体从上口倒出。
(3)步骤:
①水洗(借助溶解性原理,除去大量的易溶于水的无机物),静置,分液。
②相应的溶液洗涤(进一步通过化学反应,除去相应的无机物杂质),静置,分液。
③水洗或盐溶液洗(加盐的作用是降低有机物在水溶液中的溶解度,目的是除去上一步加入的无机试剂),静置,分液。
④干燥:有机物常用的干燥剂有:无水CaCl2、无水MgS04、无水Na2S04等。
⑤蒸馏:收集液态有机物。
2.除去有机物杂质。
(1)方法:蒸馏。
(2)仪器:蒸馏烧瓶、温度计、直形冷凝管、牛角管(或尾接管)、锥形瓶、铁架台等。蒸馏烧瓶
直形冷凝管
牛角管
锥形瓶
(3)蒸馏装置:
①实验注意事项:a.温度计的水银球要置于蒸馏烧瓶的支管口处(测馏分的沸点)。
b.冷凝水要从下口进,上口出。
c.蒸馏时,要事先在蒸馏烧瓶中加沸石,以防止爆沸。
②特别说明:a.产物必须蒸馏出来,在锥形瓶中收集。
b.收集产物时,温度计的温度应该与产物的沸点一致。
若是得到的有机物是固态的,通常还要通过重结晶提纯产品,如苯甲酸。
三、产率的分析
1.增大产率的方法。
根据化学平衡移动原理,常用的方法有:增大某种反应物的用量(往往是廉价的),及时分离出产物(如酯的制备,用分水器及时分离出水分)。
2.产率计算。
注意事项:在计算理论产量的时候,要注意反应物的过量问题。
四、真题再现
1.苯乙酸铜是合成优良催化剂、传感材料——纳米氧化铜的重要前驱体之一。下面是它的一种实验室合成路线:
制备苯乙酸的装置示意图如右(加热和夹持装置等略):
已知:苯乙酸的熔点为76.5℃,微溶于冷水,溶于乙醇。
回答下列问题:
(1)在250mL三口瓶a中加入70ml70%硫酸。配制此硫酸时,加入蒸馏水与浓硫酸的先后顺序是
。
(2)将a中的溶液加热至100℃,缓缓滴加40g苯乙腈到硫酸中,然后升温至130℃继续反应。在装置中,仪器b的作用是
;仪器c的名称是
,其作用是一。
反应结束后加适量冷水,再分离出苯乙酸粗品。加入冷水的目的是
。下列仪器中可用于分离苯乙酸粗品的是
(填标号)。
A.分液漏斗 B.漏斗 C.烧杯 D.直形冷凝管E.玻璃棒
(3)提纯粗苯乙酸的方法是
,最终得到44g纯品,则苯乙酸的产率是一。
(4)将苯乙酸加入到乙醇与水的混合溶剂中,充分溶解后,加入Cu(OH)2搅拌30min,过滤,滤液静置一段时间,析出苯乙酸铜晶体,混合溶剂中乙醇的作用是 。
2.正丁醛是一种化工原料。某实验小组利用如下装置合成正丁醛。发生的反应如下:反应物和产物的相关数据列表如下:
实验步骤如下:
将6.0g Na2Cr207放入100mL烧杯中,加30mL水溶解,再缓慢加入5mL浓硫酸,将所得溶液小心转移至B中。在A中加入4.Og正丁醇和几粒沸石,加热。当有蒸汽出现时,开始滴加B中溶液。滴加过程中保持反应温度为90~95℃,在E中收集90℃以下的馏分。
将馏出物倒入分液漏斗中,分去水层,有机层干燥后蒸馏,收集75~77℃馏分,产量2.0g。
回答下列问题:
(1)实验中,能否将Na2Cr207溶液加到浓硫酸中,说明理由:
。
(2)加入沸石的作用是
。若加热后发现未加沸石,应采取的正确方法是
。
(3)上述装置图中,B仪器的名称是
,D仪器的名称是
。
(4)分液漏斗使用前必须进行的操作是
(填正确答案标号)。
a.润湿b.干燥c.检漏 d.标定
(5)将正丁醛粗产品置于分液漏斗中分水时,水在 层(填“上”或“下”)。
(6)反应温度应保持在90~95℃,其原因是
(7)本实验中,正丁醛的产率为
%。
参考答案
1.(1)先加水,再加入浓硫酸
(2)滴加苯乙腈 球形冷凝管 回流(或使气化的反应液冷凝) 便于苯乙酸析出 BCE
(3)重结晶 95%
(4)增大苯乙酸的溶解度,便于充分反应
2.(1)不能,浓硫酸溶于水会放出大量热,容易溅出伤人
(2)防止液体暴沸 冷却后补加
(3)分液漏斗 冷凝管
(4)c
(5)下
(6)为了将正丁醛及时分离出来,促使反应正向进行,并减少正丁醛进一步氧化
(7) 51