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1、1有機化學(xué)實驗習(xí)題及解答有機化學(xué)實驗習(xí)題及解答 沈陽化工學(xué)院第1頁/共134頁有機化學(xué)實驗習(xí)題及解答有機化學(xué)實驗習(xí)題及解答 有機化學(xué)實驗教學(xué)經(jīng)長期發(fā)展,已形成了獨立有機化學(xué)實驗教學(xué)經(jīng)長期發(fā)展,已形成了獨立 的教學(xué)體系。實驗課的任務(wù)不僅是驗證、鞏固和加的教學(xué)體系。實驗課的任務(wù)不僅是驗證、鞏固和加 深課堂所學(xué)的理論知識,更重要的是培養(yǎng)學(xué)生實驗深課堂所學(xué)的理論知識,更重要的是培養(yǎng)學(xué)生實驗 操作能力、綜合分析和解決問題的能力,養(yǎng)成嚴(yán)肅操作能力、綜合分析和解決問題的能力,養(yǎng)成嚴(yán)肅 認(rèn)真、實事求是的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng);培認(rèn)真、實事求是的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng);培 養(yǎng)學(xué)生積極思維,勇于實踐,敢于動手
2、,不怕挫折養(yǎng)學(xué)生積極思維,勇于實踐,敢于動手,不怕挫折 ,逐步掌握科學(xué)研究方法的創(chuàng)新能力,以提高學(xué)生,逐步掌握科學(xué)研究方法的創(chuàng)新能力,以提高學(xué)生 的綜合素質(zhì)。的綜合素質(zhì)。第2頁/共134頁 本課件將有機化學(xué)實驗的習(xí)題分為以下五類:本課件將有機化學(xué)實驗的習(xí)題分為以下五類: 思考題思考題 實驗操作題實驗操作題 實驗裝置題實驗裝置題 判斷題判斷題 填空題填空題 為便于學(xué)習(xí),我們在制作了有機化學(xué)實驗的網(wǎng)上為便于學(xué)習(xí),我們在制作了有機化學(xué)實驗的網(wǎng)上 預(yù)習(xí)課件的同時,又制作了有機化學(xué)實驗習(xí)題及解答預(yù)習(xí)課件的同時,又制作了有機化學(xué)實驗習(xí)題及解答 課件,以全面提高有機化學(xué)實驗課的教學(xué)質(zhì)量。課件,以全面提高有機
3、化學(xué)實驗課的教學(xué)質(zhì)量。第3頁/共134頁一、基本操作知識第4頁/共134頁 1. 學(xué)生實驗中經(jīng)常使用的冷凝管有哪些?各用在什么地方? 答:學(xué)生實驗中經(jīng)常使用的冷凝管有:直形冷凝管,球形冷凝 管,空氣冷凝管及刺形分餾柱等。直形冷凝管一般用于沸點低于140的液體有機化合物的沸點測定和蒸餾操作中;沸點大于140的有機化合物的蒸餾可用空氣冷凝管。球形冷凝管一般用于回流反應(yīng)即有機化合物的合成裝置中(因其冷凝面積較大,冷凝效果好);刺形分餾柱用于精餾操作中,即用于沸點差別不太大的液體混合物的分離操作中。 答:反應(yīng)中生成的有毒和刺激性氣體(如鹵化氫、二氧化硫)或反應(yīng)時通入反應(yīng)體系而沒有完全轉(zhuǎn)化的有毒氣體(如
4、氯氣),進入空氣中會污染環(huán)境,此時要用氣體吸收裝置吸收有害氣體。 選擇吸收劑要根據(jù)被吸收氣體的物理、化學(xué)性質(zhì)來決定??梢?. 什么時候用氣體吸收裝置?如何選擇吸收劑?第5頁/共134頁用物理吸收劑,如用水吸收鹵化氫;也可以用化學(xué)吸收劑,如用氫氧化鈉溶液吸收氯和其它酸性氣體。 3. 有機實驗中,什么時候用蒸出反應(yīng)裝置?蒸出反應(yīng)裝置有哪些形式? 答:在有機實驗中,有兩種情況使用蒸出反應(yīng)裝置: 一種情況是反應(yīng)是可逆平衡的,隨著反應(yīng)的進行,常用蒸出裝置隨時將產(chǎn)物蒸出,使平衡向正反應(yīng)方向移動。 另一種情況是反應(yīng)產(chǎn)物在反應(yīng)條件下很容易進行二次反應(yīng),需及時將產(chǎn)物從反應(yīng)體系中分離出來,以保持較高的產(chǎn)率。 蒸出
5、反應(yīng)裝置有三種形式:蒸餾裝置、分餾裝置和回流分水裝置。 第6頁/共134頁 4. 有機實驗中有哪些常用的冷卻介質(zhì)?應(yīng)用范圍如何? 答:有機實驗中常用的冷卻介質(zhì)有:自來水,冰-水,冰-鹽-水等,分別可將被冷卻物冷卻至室溫,室溫以下及0以下。 5. 有機實驗中,玻璃儀器為什么不能直接用火焰加熱?有哪些間接加熱方式?應(yīng)用范圍如何? 答:因為直接用火焰加熱,溫度變化劇烈且加熱不均勻,易造成玻璃儀器損壞;同時,由于局部過熱,還可能引起有機物的分解,縮合,氧化等副反應(yīng)發(fā)生。 間接加熱方式和應(yīng)用范圍如下:在石棉網(wǎng)上加熱,但加熱仍很不均勻。水浴加熱,被加熱物質(zhì)溫度只能達到80以下,需加熱至第7頁/共134頁1
6、00時,可用沸水浴或水蒸氣加熱。電熱套空氣浴加熱,對沸點高于80的液體原則上都可使用。油浴加熱,溫度一般在100- 250之間,可達到的最高溫度取決于所用油的種類,如甘油適用于100-150;透明石蠟油可加熱至220,硅油或真空泵油再250時仍很穩(wěn)定。砂浴加熱,可達到數(shù)百度以上。熔融鹽加熱,等量的KNO3和NaNO3在218熔化,在700以下穩(wěn)定,含有40%NaNO2,7% NaNO3和53%KNO3的混合物,在142熔化,使用范圍為150-150-500500。 第8頁/共134頁 7. 7. 如何除去液體化合物中的有色雜質(zhì)?如何除去固體化合物中的有色雜質(zhì)?除去固體化合物中的有色雜質(zhì)時應(yīng)注意
7、什么? 答:除去液體化合物中的有色雜質(zhì),通常采用蒸餾的方法,因為雜質(zhì)的相對分子質(zhì)量大,留在殘液中。除去固體化合物中的有色雜質(zhì),通常采用在重結(jié)晶過程中加入活性炭,有色雜質(zhì)吸附在活性炭上,在熱過濾一步除去。除去固體化合物中的有色雜質(zhì)應(yīng)注意: (1)(1)加入活性炭要適量,加多會吸附產(chǎn)物,加少,顏色脫不掉; (2)(2)不能在沸騰或接近沸騰的溫度下加入活性炭,以免暴沸; (3)(3)加入活性炭后應(yīng)煮沸幾分鐘后才能熱過濾。 第9頁/共134頁8. 減壓過濾的優(yōu)點有:減壓過濾的優(yōu)點有:(1) ;(2) ;(3) ; 答:答:(1)過濾和洗滌速度快;過濾和洗滌速度快; (2)固體和液體分離的比較完全;固體
8、和液體分離的比較完全; (3)濾出的固體容易干燥。濾出的固體容易干燥。畫出減壓過濾的裝置圖第10頁/共134頁 在重結(jié)晶過程中,必須注意哪幾點才能使產(chǎn)品的產(chǎn)率高、質(zhì)量好? 答:1. 正確選擇溶劑; 2. 溶劑的加入量要適當(dāng); 3. 活性炭脫色時,一是加入量要適當(dāng),二是切忌在沸騰時 加入活性炭; 4. 吸濾瓶和布氏漏斗必需充分預(yù)熱; 5. 濾液應(yīng)自然冷卻,待有晶體析出后再適當(dāng)加快冷速度, 以確保晶形完整; 6. 最后抽濾時要盡可能將溶劑除去,并用母液洗滌有殘留 品的燒杯。 重結(jié)晶第11頁/共134頁 2. 選擇重結(jié)晶用的溶劑時,應(yīng)考慮哪些因素? 答:(1)溶劑不應(yīng)與重結(jié)晶物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng); (2
9、)重結(jié)晶物質(zhì)在溶劑中的溶解度應(yīng)隨溫度變化,即高溫時溶解度大,而低溫時溶解度小; (3)雜質(zhì)在溶劑中的溶解度或者很大,或者很小; (4)溶劑應(yīng)容易與重結(jié)晶物質(zhì)分離; (5)溶劑應(yīng)無毒,不易燃,價格合適并有利于回收利用。 3. 重結(jié)晶操作中,活性炭起什么作用?為什么不能在溶液沸騰時加入? 答:(1)重結(jié)晶操作中,活性炭起脫色和吸附作用。 (2)千萬不能在溶液沸騰時加入,否則會引起暴沸,使溶液溢出,造成產(chǎn)品損失。 4. 重結(jié)晶時,如果溶液冷卻后不析出晶體怎么辦? 答:可采用下列方法誘發(fā)結(jié)晶:第12頁/共134頁 5. 重結(jié)晶的目的是什么?怎樣進行重結(jié)晶? 答:從有機反應(yīng)中得到的固體產(chǎn)品往往不純,其中
10、夾雜一些副產(chǎn)物、不反應(yīng)的原料及催化劑等。純化這類物質(zhì)的有效方法就是選擇合適的溶劑進行重結(jié)晶,其目的在于獲得最大回收率的精制品。進行重結(jié)晶的一般過程是: 1.將待重結(jié)晶的物質(zhì)在溶劑沸點或接近溶劑沸點的溫度下溶解在合適的溶劑中,制成過飽和溶液。若待重結(jié)晶物質(zhì)的熔點較溶劑的沸點低,則應(yīng)制成在熔點以下的過飽和溶液。1 2.若待重結(jié)晶物質(zhì)含有色雜質(zhì),可加活性碳煮沸脫色。 3.趁熱過濾以除去不溶物質(zhì)和活性碳。 4.冷卻濾液,使晶體從過飽和溶液中析出,而可溶性雜質(zhì)仍留在溶液里。 5.減壓過濾,把晶體從母液中分離出來,洗滌晶體以除去吸附在晶體表面上的母液。 第13頁/共134頁熔點的測定第14頁/共134頁思
11、考題思考題1. 測定熔點時,遇到下列情況將產(chǎn)生什么結(jié)果? (1) 熔點管壁太厚;(2) 熔點管不潔凈;(3) 試料研的不細或裝得不實;(4)加熱太快;(5) 第一次熔點測定后,熱浴液不冷卻立即做第二次;(6)溫度計歪斜或熔點管與溫度計不附貼。 答:(1) 熔點管壁太厚,影響傳熱,其結(jié)果是測得的初熔溫度偏高。 (2) 熔點管不潔凈,相當(dāng)于在試料中摻入雜質(zhì),其結(jié)果將導(dǎo)致測得的熔點偏低。 (3) 試料研得不細或裝得不實,這樣試料顆粒之間空隙較大,第15頁/共134頁其空隙之間為空氣所占據(jù),而空氣導(dǎo)熱系數(shù)較小,結(jié)果導(dǎo)致熔距加大,測得的熔點數(shù)值偏高。 (4) 加熱太快,則熱浴體溫度大于熱量轉(zhuǎn)移到待測樣品
12、中的轉(zhuǎn)移能力,而導(dǎo)致測得的熔點偏高,熔距加大。 (5) 若連續(xù)測幾次時,當(dāng)?shù)谝淮瓮瓿珊笮鑼⑷芤豪鋮s至原熔點溫度的二分之一以下,才可測第二次,不冷卻馬上做第二次測量,測得的熔點偏高。 (6) 齊列熔點測定的缺點就是溫度分布不均勻,若溫度計歪斜或熔點管與溫度計不附貼,這樣所測數(shù)值會有不同程度的偏差。2. 是否可以使用第一次測定熔點時已經(jīng)熔化了的試料使其固化后做第二次測定?第16頁/共134頁 答:不可以。因為有時某些物質(zhì)會發(fā)生部分分解,有些物質(zhì)則可能轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂胁煌埸c的其它結(jié)晶體。3. 測得A、B兩種樣品的熔點相同,將它們研細,并以等量混合(1) 測得混合物的熔點有下降現(xiàn)象且熔程增寬;(2)測得混
13、合物的熔點與純A、純B的熔點均相同。試分析以上情況各說明什么? 答:(1)說明A、B兩個樣品不是同一種物質(zhì),一種物質(zhì)在此充當(dāng)了另一種物質(zhì)的雜質(zhì),故混合物的熔點降低,熔程增寬。 (2)除少數(shù)情況(如形成固熔體)外,一般可認(rèn)為這兩個樣品為同一化合物。第17頁/共134頁 4. 測定熔點時,常用的浴液體有哪些?如何選擇? 答:測定熔點時,常用的熱浴有液體石蠟,甘油,濃硫酸,磷酸,硅油以及濃硫酸與硫酸鉀按一定比例配制的飽和溶液等。 可根據(jù)被測物的熔點范圍選擇導(dǎo)熱液,如: (1)被測物熔點140時,可選用濃硫酸,但不要超過250,因此時濃硫酸產(chǎn)生的白煙,防礙溫度的讀數(shù); (3)被測物熔點250時,可選用
14、濃硫酸與硫酸鉀的飽和溶液;濃硫酸 : 硫酸鉀 = 7 :3(重量)可加熱到325;濃硫酸 : 硫酸鉀 3 :2(重量)可加熱到365;還可用磷酸(可加熱到300)或硅油(可加熱到350),但價格較貴,實驗室很少使用。第18頁/共134頁判斷題第19頁/共134頁1. 判斷下面說法的準(zhǔn)確性,準(zhǔn)確者畫,不準(zhǔn)確者畫。 (1)熔點管不干凈,測定熔點時不易觀察,但不影響測定結(jié)果。 (2)樣品未完全干燥,測得的熔點偏低。 答:(1) (2)。2. 判斷下面說法的準(zhǔn)確性,準(zhǔn)確者畫,不準(zhǔn)確者畫。 (1)樣品中含有雜質(zhì),測得的熔點偏低。 (2)A、B兩種晶體的等量混合物的熔點是兩種晶體的熔點的算術(shù)平均值。 答:
15、(1) (2)。第20頁/共134頁 3. 判斷下面說法的準(zhǔn)確性,準(zhǔn)確者畫,不準(zhǔn)確者畫。 (1)在低于被測物質(zhì)熔點10-20時,加熱速度控制在每分鐘升 高5為宜。 (2)樣品管中的樣品熔融后再冷卻固化仍可用于第二次測熔點。 答:(1) (2)。 4. 判斷下列敘述,對者畫,錯者畫。 (1)熔點管壁太厚,測得的熔點偏高。 (2)熔點管底部未完全封閉,有針孔,測得的熔點偏高。 答:(1) (2)。第21頁/共134頁 5. 下圖是齊列熔點測定裝置,請指出圖中的錯誤,并說明理由。 答:該圖有以下六處錯誤: 1.加熱位置應(yīng)在提氏管的旁測,以保證熱浴體呈對流循環(huán),溫度分布均勻。 2.熱浴體加入量過多。
16、3.溫度計水銀球應(yīng)位于提氏管上下兩交叉管口中間,試料應(yīng)位于溫度計水銀球的中間,以保證試料均勻受熱測溫準(zhǔn)確。 4.試料加入量過多,使熔程增寬。 5.橡皮圈浸入熱浴體中,易因橡皮圈溶漲而使熔點管脫落而落第22頁/共134頁污染熱浴體。 6.塞子應(yīng)用開口塞,以防因管內(nèi)空氣膨脹將塞子沖出;另一方面便于觀察溫度。第23頁/共134頁填空第24頁/共134頁 A:試樣有雜質(zhì);B:試樣不干燥; C:熔點管太厚; D:溫度上升太慢。 答:C2. 測定熔點使用的熔點管(裝試樣的毛細管)一般外徑為 ,長約 ;裝試樣的高度約為 ,要裝得 和 。 答:11.2 mm;7080 mm;23 mm;均勻;結(jié)實。 1. 測
17、定熔點時,使熔點偏高的因素是( )。 第25頁/共134頁實驗操作第26頁/共134頁1. 用齊列管法測定熔點時應(yīng)注意那些問題? 答:用齊列管法測定熔點時應(yīng)注意: (1)熱浴的選擇(根據(jù)被測物的熔點范圍選擇熱浴)。 (2)熱浴的用量(以熱浴的液位略高于齊列管上叉口為宜)。 (3)試料應(yīng)研細且裝實。 (4)熔點管應(yīng)均勻且一端要封嚴(yán)(直徑=11.2 mm;長度L= 7080mm為宜)。 (5)安裝要正確,掌握“三個中部”即溫度計有一個帶有溝槽的單孔塞固定在齊列管的中軸線上,試料位于溫度計水銀球的中部,水水銀球位于齊列管上,下交叉口中間部位。 (6)加熱部位要正確。 (7)控制好升溫速度。第27頁/
18、共134頁蒸餾與沸點的測定第28頁/共134頁 1. 沸石(即止暴劑或助沸劑)為什么能止暴?如果加熱后才發(fā)現(xiàn)沒思考題加沸石怎么辦?由于某種原因中途停止加熱,再重新開始蒸餾時,是否需要補加沸石?為什么? 答:( (1) )沸石為多孔性物質(zhì),它在溶液中受熱時會產(chǎn)生一股穩(wěn)定而細小的空氣泡流,這一泡流以及隨之而產(chǎn)生的湍動,能使液體中的大氣泡破裂,成為液體分子的氣化中心,從而使液體平穩(wěn)地沸騰,防止了液體因過熱而產(chǎn)生的暴沸。 (2 2)如果加熱后才發(fā)現(xiàn)沒加沸石,應(yīng)立即停止加熱,待液體冷卻后再補加,切忌在加熱過程中補加,否則會引起劇烈的暴沸,甚至使部分液體沖出瓶外,有時會引起著火。第29頁/共134頁 (3
19、 3)中途停止蒸餾,再重新開始蒸餾時,因液體已被吸入沸石的空隙中,再加熱已不能產(chǎn)生細小的空氣流而失效,必須重新補加沸石。 2. 冷凝管通水方向是由下而上,反過來行嗎?為什么? 答:冷凝管通水是由下而上,反過來不行。因為這樣冷凝管不能充滿水,由此可能帶來兩個后果:其一,氣體的冷凝效果不好。其二,冷凝管的內(nèi)管可能炸裂。 3. 3. 蒸餾時加熱的快慢,對實驗結(jié)果有何影響?為什么? 答:蒸餾時加熱過猛,火焰太大,易造成蒸餾瓶局部過熱現(xiàn)象,使實驗數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確,而且餾份純度也不高。加熱太慢,蒸氣達不到支口處,不僅蒸餾進行得太慢,而且因溫度計水銀球不能被蒸氣包圍或瞬間蒸氣中斷,使得溫度計的讀數(shù)不規(guī)則,讀數(shù)偏低
20、。第30頁/共134頁4. 在蒸餾裝置中,溫度計水銀球的位置不符合要求會帶來什么結(jié)果? 答:如果溫度計水銀球位于支管口之上,蒸氣還未達到溫度計水銀球就已從支管流出,測定沸點時,將使數(shù)值偏低。若按規(guī)定的溫度范圍集取餾份,則按此溫度計位置集取的餾份比規(guī)定的溫度偏高,并且將有一定量的該收集的餾份誤作為前餾份而損失,使收集量偏少。 如果溫度計的水銀球位于支管口之下或液面之上,測定沸點時,數(shù)值將偏高。但若按規(guī)定的溫度范圍集取餾份時,則按此溫度計位置集取的餾份比要求的溫度偏低,并且將有一定量的該收集的餾份誤認(rèn)為后餾份而損失。 第31頁/共134頁 5 如果液體具有恒定的沸點,能否認(rèn)為它是單純物質(zhì)?為什么?
21、 答:如果液體具有恒定的沸點,不能認(rèn)為它是單純物質(zhì)。因為有些液體能與其它組份化合物形成二元或三元恒沸物,它們也有恒定的沸點,但確是混合物,而不是單純物質(zhì)。第32頁/共134頁判斷題第33頁/共134頁1. 判斷下面說法的準(zhǔn)確性,準(zhǔn)確者畫,不準(zhǔn)確者畫。 (1)用蒸餾法、分餾法測定液體化合物的沸點,餾出物的沸點恒定,此化合物一定是純化合物。 答:(1) 2. 判斷下面說法的準(zhǔn)確性,準(zhǔn)確者畫,不準(zhǔn)確者畫。 (1)(1)用蒸餾法測定沸點,餾出物的餾出速度影響測得沸點值的準(zhǔn)確性。 (2)(2)用蒸餾法測沸點,溫度計的位置不影響測定結(jié)果的可靠性。 答:(1) (2)(1) (2)。3. 3. 判斷下面說法
22、的準(zhǔn)確性,準(zhǔn)確者畫,不準(zhǔn)確者畫。 (1)用蒸餾法測沸點,燒瓶內(nèi)裝被測化合物的多少影響測定結(jié)果。 (2)測定純化合物的沸點,用分餾法比蒸餾法準(zhǔn)確。 答:(1) (2)。第34頁/共134頁 5. 5.指出下面蒸餾裝置圖中的錯誤。 答:該圖有以下六處錯誤: 1.圓底燒瓶中盛液量過多,應(yīng)為燒瓶容積的1/3-2/3。 2.沒有加沸石。第35頁/共134頁 3.溫度計水銀球的上沿應(yīng)位于蒸餾支管下沿的水平線上。 4.球形冷凝管應(yīng)改為直形冷凝管。 5.通水方向應(yīng)改為下口進水,上口出水。 6.系統(tǒng)密閉。應(yīng)將接引管改為帶分支的接引管;或改用非磨口錐形瓶作接受器。 6. 當(dāng)加熱后已有餾分出來時才發(fā)現(xiàn)冷凝管沒有通水
23、,怎么處理? 答:立即停止加熱,待冷凝管冷卻后,通入冷凝水,同時補加沸石,再重新加熱蒸餾。如果不將冷凝管冷卻就通冷水,易使冷凝管炸裂。第36頁/共134頁水蒸氣蒸餾第37頁/共134頁思考題第38頁/共134頁 1. 什么情況下需要采用水蒸汽蒸餾? 答:下列情況需要采用水蒸氣蒸餾: (1)混合物中含有大量的固體,通常的蒸餾、過濾、萃取等方法都不適用。 (2)混合物中含有焦油狀物質(zhì),采用通常的蒸餾、萃取等方法都不適用。 (3)在常壓下蒸餾會發(fā)生分解的高沸點有機物質(zhì)。2. 2. 蒸餾時為什么蒸餾燒瓶中所盛液體的量既不應(yīng)超過其容積的2 3,也不應(yīng)少于13? 答:如果裝入液體量過多,當(dāng)加熱到沸騰時,液
24、體可能沖出或飛沫被蒸氣帶走,混入餾出液中。如果裝入液體量太少,在蒸餾結(jié)束時,相對地也會有較多的液體殘留在瓶內(nèi)蒸不出來。 第39頁/共134頁 蒸餾時,為什么最好控制餾出液的流出速度為12滴秒。 答:蒸餾時,最好控制餾出液的流出速度為12滴秒。因為此速度能使蒸餾平穩(wěn),使溫度計水銀球始終被蒸氣包圍,從而無論是測定沸點還是集取餾分,都將得到較準(zhǔn)確的結(jié)果,避免了由于蒸餾速度太快或太慢造成測量誤差。 第40頁/共134頁判斷題第41頁/共134頁請指出下面水蒸汽蒸餾裝置中有幾處錯誤,并糾正之。 第42頁/共134頁.指出下面蒸餾裝置圖中的錯誤。 答:該圖有以下六處錯誤: 1.水蒸氣發(fā)生器的安全管在液面之
25、上,應(yīng)插入接近底部處。 2.三通管有水蒸氣泄漏,應(yīng)用止水夾夾緊。 3.水蒸氣導(dǎo)入管在待蒸餾物質(zhì)的液面之上,應(yīng)插到液面以下。 4.冷凝管應(yīng)改用直形冷凝管。 5.通水方向反了,應(yīng)從下面進水。 6.系統(tǒng)密閉,應(yīng)改用帶分支的接引管或非磨口錐形瓶作接收器。第43頁/共134頁第44頁/共134頁實驗操作第45頁/共134頁.怎樣正確進行水蒸汽蒸餾操作?答:1.在進行水蒸氣蒸餾之前,應(yīng)認(rèn)真檢查水蒸氣蒸餾裝置是否嚴(yán)密。 2.開始蒸餾時,應(yīng)將T形管的止水夾打開,待有蒸氣溢出時再旋緊夾子,使水蒸氣進入三頸燒瓶中,并調(diào)整加熱速度,以餾出速度23滴/秒為宜。 3.操作中要隨時注意安全管中的水柱是否有異?,F(xiàn)象發(fā)生,若
26、有,應(yīng)立即打開夾子,停止加熱,找出原因,排除故障后方可繼續(xù)加熱。 . 怎樣判斷水蒸汽蒸餾操作是否結(jié)束? 答:當(dāng)流出液澄清透明不再含有有機物質(zhì)的油滴時,即可斷定水蒸汽蒸餾結(jié)束(也可用盛有少量清水的錐形瓶或燒杯來檢查是否有油珠存在)。第46頁/共134頁實驗裝置第47頁/共134頁 . 水蒸氣蒸餾裝置主要由幾大部分組成? 答:水蒸氣蒸餾裝置主要由水蒸氣發(fā)生器、三頸瓶和冷凝管三部分組成。 . 水蒸氣發(fā)生器中的安全管的作用是什么? 答:安全管主要起壓力指示計的作用,通過觀察管中水柱高度判斷水蒸氣的壓力;同時有安全閥的作用,當(dāng)水蒸氣蒸餾系統(tǒng)堵塞時,水蒸氣壓力急劇升高,水就可從安全管的上口沖出,使系統(tǒng)壓力
27、下降,保護了玻璃儀器免受破裂。 第48頁/共134頁填空題第49頁/共134頁.水蒸氣蒸餾是用來分離和提純有機化合物的重要方法之一,常用于下列情況:(1)混合物中含有大量的 ;(2)混合物中含有 物質(zhì);(3)在常壓下蒸餾會發(fā)生 的 有機物質(zhì)。 答:(1)固體;(2)焦油狀物質(zhì);(3)氧化分解;高沸點。第50頁/共134頁減壓蒸餾第51頁/共134頁思考題第52頁/共134頁 . 何謂減壓蒸餾?適用于什么體系?減壓蒸餾裝置由哪些儀器、設(shè)備組成,各起什么作用? 答:在低于大氣壓力下進行的蒸餾稱為減壓蒸餾。減壓蒸餾是分離提純高沸點有機化合物的一種重要方法,特別適用于在常壓下蒸餾未達到沸點時即受熱分解
28、、氧化或聚合的物質(zhì)。減壓蒸餾裝置由四部分組成:蒸餾部分:主要儀器有蒸餾燒瓶,克氏蒸餾頭,毛細管,溫度計,直形冷凝管,多頭接引管,接受器等,起分離作用。抽提部分:可用水泵或油泵,起產(chǎn)生低壓作用。油泵保護部分:有冷卻阱,有機蒸氣吸收塔,酸性蒸氣吸收塔,水蒸氣吸收塔,起保護油泵正常工作作用。測壓部分:主要是壓力計,可以是水銀壓力計或真空計量表,起測量系統(tǒng)壓力的作用。 .在用油泵減壓蒸餾高沸點化合物(如乙酰乙酸乙酯)前,為什么要先用水泵或水浴加熱,蒸去絕大部分低沸點物質(zhì)(如乙酸乙酯)? 答:盡可能減少低沸點有機物損壞油泵。第53頁/共134頁 .減壓蒸餾中毛細管的作用是什么?能否用沸石代替毛細管? 答
29、:減壓蒸餾時,空氣由毛細管進入燒瓶,冒出小氣泡,成為液體沸騰時的氣化中心,這樣不僅可以使液體平穩(wěn)沸騰,防止暴沸,同時又起一定的攪拌作用。 . 在實驗室用蒸餾法提純久置的乙醚時,為避免蒸餾將近結(jié)束時發(fā)生爆炸事故,應(yīng)用什么方法預(yù)先處理乙醚? 答:先用FeSO4水溶液洗滌,靜置分層,分出乙醚,加無水氯化鈣干燥。第54頁/共134頁 . 何謂減壓蒸餾?適用于什么體系?減壓蒸餾裝置由哪些儀器、設(shè)備組成,各起什么作用?答:在低于大氣壓力下進行的蒸餾稱為減壓蒸餾。減壓蒸餾是分離提純高沸點有機化合物的一種重要方法,特別適用于在常壓下蒸餾未達到沸點時即受熱分解、氧化或聚合的物質(zhì)。減壓蒸餾裝置由四部分組成:蒸餾部
30、分:主要儀器有蒸餾燒瓶,克氏蒸餾頭,毛細管,溫度計,直形冷凝管,多頭接引管,接受器等,起分離作用。抽提部分:可用水泵或油泵,起產(chǎn)生低壓作用。油泵保護部分:有冷卻阱,有機蒸氣吸收塔,酸性蒸氣吸收塔,水蒸氣吸收塔,起保護油泵正常工作作用。測壓部分:主要是壓力計,可以是水銀壓力計或真空計量表,起測量系統(tǒng)壓力的作用。 第55頁/共134頁實驗操作第56頁/共134頁 . 在減壓蒸餾時,應(yīng)先減到一定壓力,再進行加熱;還是先加熱到一定溫度,再抽氣減壓? 答:應(yīng)先減到一定的壓力再加熱。第57頁/共134頁填空題第58頁/共134頁.減壓蒸餾時,往往使用一毛細管插入蒸餾燒瓶底部,它能冒出 A ,成為液體的 B
31、 ,同時又起到攪拌作用,防止液體C。 答:A::氣泡; B:沸騰中心; C:暴沸。.減壓蒸餾操作中使用磨口儀器,應(yīng)該將A部位仔細涂油;操作時必須先B后才能進行 C蒸餾,不允許邊D邊E;在蒸餾結(jié)束以后應(yīng)該先停止 F,再使G,然后才能H。 答:A:磨口;B:調(diào)好壓力;C:加熱;D:調(diào)整壓力;E:加熱; F:加熱;G:系統(tǒng)與大氣相同;H:停泵。.在減壓蒸餾裝置中,氫氧化鈉塔用來吸收 A 和 B ,活性炭塔和塊狀石蠟用來吸收 C , 氯化鈣塔用來吸收 D 。 第59頁/共134頁 答:A:酸性氣體;B :水;C:有機氣體;D:水。 .減壓蒸餾操作前,需估計在一定壓力下蒸餾物的 A ,或在一定溫度下蒸餾
32、所需要的 B 。 答:A:沸點;B:真空度。 .減壓蒸餾前,應(yīng)該將混合物中的 A 在常壓下首先 B 除去,防止大量 C 進入吸收塔,甚至進入 D ,降低 E 的效率。 答:A:低沸點的物質(zhì); B:蒸餾; C:有機蒸汽; D:泵油; E:油泵。 第60頁/共134頁 .減壓蒸餾裝置通常由 、 、 、 、 、 、 、 、 和 等組成。 答:克氏蒸餾燒瓶;冷凝管;兩尾或多尾真空接引管;接受器;水銀壓力計;溫度計;毛細管(副彈簧夾);干燥塔;緩沖瓶;減壓泵。第61頁/共134頁萃取第62頁/共134頁思考題第63頁/共134頁 . 什么是萃取?什么是洗滌?指出兩者的異同點。 答:萃取是從混合物中抽取所
33、需要的物質(zhì);洗滌是將混合物中所不需要的物質(zhì)除掉。萃取和洗滌均是利用物質(zhì)在不同溶劑中的溶解度不同來進行分離操作,二者在原理上是相同的,只是目的不同。從混合物中提取的物質(zhì),如果是我們所需要的,這種操作叫萃?。蝗绻皇俏覀兯枰?,這種操作叫洗滌。第64頁/共134頁實驗操作第65頁/共134頁. 如何使用和保養(yǎng)分液漏斗? 答:1.分液漏斗的磨口是非標(biāo)準(zhǔn)磨口,部件不能互換使用。 2.使用前,旋塞應(yīng)涂少量凡士林或油脂,并檢查各磨口是否嚴(yán)密。 3.使用時,應(yīng)按操作規(guī)程操作,兩種液體混合振蕩時不可過于劇烈,以防乳化;振蕩時應(yīng)注意及時放出氣體;上層液體從上口倒出;下層液體從下口放出。 4.使用后,應(yīng)洗凈涼干
34、,在磨口中間夾一紙片,以防粘結(jié)(注意:第66頁/共134頁分餾第67頁/共134頁 1. 何謂分餾?它的基本原理是什么? 答:利用分餾柱使幾種沸點相近的混合物得到分離和純化,這種方法稱為分餾。 利用分餾柱進行分餾,實際上就是在分餾柱內(nèi)使混合物進行多次氣化和冷凝。當(dāng)上升的蒸氣與下降的冷凝液互相接觸時,上升的蒸氣部分冷凝放出熱量使下降的冷凝液部分氣化,兩者之間發(fā)生了熱量交換。其結(jié)果,上升蒸氣中易揮發(fā)組份增加,而下降的冷凝液中高沸點組份增加。如果繼續(xù)多次,就等于進行了多次的氣液平衡,即達到了多次蒸餾的效果。這樣,靠近分餾柱頂部易揮發(fā)物質(zhì)的組份的比率高,而在燒瓶中高沸點的組份的比率高,當(dāng)分餾柱的效率足
35、夠高時,開始從分餾柱頂部出來的幾乎是純凈的易揮發(fā)組份,而最后的燒瓶里殘留的幾乎是純凈的高沸點組份。第68頁/共134頁 2.進行分餾操作時應(yīng)注意什么? 答:1. 在儀器裝配時應(yīng)使分餾柱盡可能與桌面垂直,以保證上面冷凝下來的液體與下面上升的氣體進行充分的熱交換和質(zhì)交換,提高分離效果。 2. 根據(jù)分餾液體的沸點范圍,選用合適的熱浴加熱,不要在石棉網(wǎng)上用直接火加熱。用小火加熱熱浴,以便使浴溫緩慢而均勻地上升。 3.液體開始沸騰,蒸氣進入分餾柱中時,要注意調(diào)節(jié)浴溫,使蒸氣環(huán)緩慢而均勻地沿分餾柱壁上升。若室溫低或液體沸點較高,應(yīng)將分餾柱用石棉繩或玻璃布包裹起來,以減少柱內(nèi)熱量的損失。 4.當(dāng)蒸氣上升到分
36、餾柱頂部,開始有液體餾出時,應(yīng)密切注意調(diào)節(jié)浴溫,控制餾出液的速度為每23秒一滴。如果分餾速度太快,產(chǎn)品純度下降;若速度太慢,會造成上升的蒸氣時斷時續(xù),餾出溫度波動。 第69頁/共134頁 5.根據(jù)實驗規(guī)定的要求,分段集取餾份,實驗結(jié)束時,稱量各段餾份。3. 何謂韋氏(Vigreux)分餾柱?使用韋氏分餾柱的優(yōu)點是什么? 答:韋氏(Vigreux)分餾柱,又稱刺形分餾柱,它是一根每隔一定距離就有一組向下傾斜的刺狀物,且各組刺狀物間呈螺旋狀排列的分餾管。 使用該分餾柱的優(yōu)點是:儀器裝配簡單,操作方便,殘留在分餾柱中的液體少。第70頁/共134頁有機化合物的制備第71頁/共134頁乙酸正丁酯的制備第
37、72頁/共134頁 1. 在乙酸正丁酯的制備實驗中,粗產(chǎn)品中除乙酸正丁酯外,還有哪些副產(chǎn)物?怎樣減少副產(chǎn)物的生成? 答:主要副產(chǎn)物有:1丁烯和正丁醚。 回流時要用小火加熱,保持微沸狀態(tài),以減少副反應(yīng)的發(fā)生。2. 何謂酯化反應(yīng)?有哪些物質(zhì)可以作為酯化反應(yīng)的催化劑? 答:羧酸和醇在少量酸催化作用下生成酯的反應(yīng),稱為酯化反應(yīng)。常用的酸催化劑有:濃硫酸,磷酸等質(zhì)子酸,也可用固體超強酸及沸石分子篩等。3.乙酸正丁酯的合成實驗是根據(jù)什么原理來提高產(chǎn)品產(chǎn)量的? 答:該反應(yīng)是可逆的。 第73頁/共134頁 本實驗是根據(jù)正丁酯與水形成恒沸蒸餾的方法,在回流反應(yīng)裝置中加一分水器,以不斷除去酯化反應(yīng)生成的水,來打破
38、平衡,使反應(yīng)向生成酯的方向進行,從而達到提高乙酸正丁酯產(chǎn)率之目的。 4.乙酸正丁酯的粗產(chǎn)品中,除產(chǎn)品乙酸正丁酯外,還有什么雜質(zhì)?怎樣將其除掉? 答:乙酸正丁酯的粗產(chǎn)品中,除產(chǎn)品乙酸正丁酯外,還可能有副產(chǎn)物丁醚,1-丁烯,丁醛,丁酸及未反應(yīng)的少量正丁醇,乙酸和催化劑(少量)硫酸等??梢苑謩e用水洗和堿洗的方法將其除掉。產(chǎn)品中微量的水可用干燥劑無水氯化鈣除掉。 5. 對乙酸正丁酯的粗產(chǎn)品進行水洗和堿洗的目的是什么?第74頁/共134頁 答:(1)水洗的目的是除去水溶性雜質(zhì),如未反應(yīng)的醇,過量堿及副產(chǎn)物少量的醛等。 (2)堿洗的目的是除去酸性雜質(zhì),如未反應(yīng)的醋酸,硫酸,亞硫酸甚至副產(chǎn)物丁酸。 6. 制
39、備乙酸正丁酯實驗中,理論產(chǎn)水量是多少?實際收集的水量可能比理論量多,請解釋之。 答:完全反應(yīng)生成的水量應(yīng)為:180.125=2.25g。實際收集的水量中含有未反應(yīng)的微量正丁醇和冰醋酸,所以比理論產(chǎn)水量多第75頁/共134頁 下圖為制備乙酸正丁酯的反應(yīng)裝置圖,試指出圖中之錯誤所在,并加以解釋。 答:該圖有以下六處錯誤: 1.1.圓底燒瓶中的盛液量過多,加熱時可能使液體沖入分水器中。盛液量應(yīng)不超過燒瓶容積的2/3。 2.沒有加沸石,易引起暴沸。 3.分水器中應(yīng)事先加入一定量的水,以保證未反應(yīng)的正丁醇和粗產(chǎn)品乙酸正丁酯順利返回?zé)恐小?4.回流冷凝管應(yīng)選用球形冷凝管,以保證足夠的冷卻面積。 5.通水
40、方向反了,冷凝管中無法充滿水。 6.系統(tǒng)密閉,易因系統(tǒng)壓力增大而發(fā)生爆炸事故。 第76頁/共134頁 1. 在乙酸正丁酯的精制過程中,如果最后蒸餾時前餾分多,其原因是什么? 答:原因可能是: (1)酯化反應(yīng)不完全,經(jīng)洗滌后仍有少量的正丁醇等雜質(zhì)留在產(chǎn)物中。 (2) )干燥不徹底,產(chǎn)物中仍有微量水分。酯、正丁醇和水能形成二元或三元恒沸物,因而前餾分較多。 實驗操作第77頁/共134頁78CZ3N2 在乙酸正丁酯的精制過程中,如果最后蒸餾時前餾分多,其原因是什么? 答:原因可能是: (1)酯化反應(yīng)不完全,經(jīng)洗滌后仍有少量的正丁醇等雜質(zhì)留在產(chǎn)物中。 (2) )干燥不徹底,產(chǎn)物中仍有微量水分。酯、正丁
41、醇和水能形成二元或三元恒沸物,因而前餾分較多。 CZ4N2 如果最后蒸餾時得到的乙酸正丁酯混濁是何原因? 第78頁/共134頁79 答:蒸餾系統(tǒng)所用儀器或粗產(chǎn)品干燥不徹底,使產(chǎn)品中混有微量的水分,該水分以乳濁液的形式存在于乙酸正丁酯中,因而使乙酸正丁酯混濁。CZ5N2 用MgSO4干燥粗乙酸正丁酯,如何掌握干燥劑的用量? 答:干燥劑的用量可視粗產(chǎn)品的多少和混濁程度而定,用量過多,由于MgSO4干燥劑的表面吸附,會使乙酸正丁酯有損失;用量過少,則MgSO4便會溶解在所吸附的水中,一般干燥劑用量以搖動錐形瓶時,干燥劑可在瓶底自由移動,一段時間后溶液澄清為宜。 CZ6N2 在使用分液漏斗進行分液時,
42、操作中應(yīng)防止哪幾種不正確的做法?第79頁/共134頁80 答:1.分離液體時,分液漏斗上的小孔未于大氣相通就打開旋塞。 2.分離液體時,將漏斗拿在手中進行分離。 3.上層液體經(jīng)漏斗的下口放出。 4. .沒有將兩層間存在的絮狀物放出。 CZ7N2 精制乙酸正丁酯的最后一步 蒸餾,所用儀器為什么均需干燥? 答:如果粗制品的最后一步蒸餾所用的儀器不干燥或干燥不徹底,則蒸出的產(chǎn)品將混有水份,導(dǎo)致產(chǎn)品不純、渾濁。第80頁/共134頁。 畫出制備乙酸正丁酯的反應(yīng)裝置圖。 答: 實驗裝置第81頁/共134頁 1. 在正溴丁烷制備實驗中,硫酸濃度太高或太低會帶來什么結(jié)果? 答:硫酸濃度太高:( (1) )會使
43、NaBr氧化成Br2,而Br2不是親核試劑。 2 NaBr + 3 H2SO4(濃) Br2 + SO2 + 2 H2O +2 NaHSO4 (2)加熱回流時可能有大量HBr氣體從冷凝管頂端逸出形成酸霧。硫酸濃度太低:生成的HBr量不足,使反應(yīng)難以進行。 2. 在正溴丁烷的制備實驗中,各步洗滌的目的是什么? 答:用硫酸洗滌:除去未反應(yīng)的正丁醇及副產(chǎn)物1丁烯和正丁醚。 第一次水洗:除去部分硫酸及水溶性雜質(zhì)。 堿洗(Na2CO3):中和殘余的硫酸。 第二次水洗:除去殘留的堿、硫酸鹽及水溶性雜質(zhì)。正溴丁烷的制備第82頁/共134頁83SK-62-N2 什么時候用氣體吸收裝置?如何選擇吸收劑? 答:反
44、應(yīng)中生成的有毒和刺激性氣體(如鹵化氫、二氧化硫)或反應(yīng)時通入反應(yīng)體系而沒有完全轉(zhuǎn)化的有毒氣體(如氯氣),進入空氣中會污染環(huán)境,此時要用氣體吸收裝置吸收有害氣體。 選擇吸收劑要根據(jù)被吸收氣體的物理、化學(xué)性質(zhì)來決定??梢杂梦锢砦談缬盟整u化氫;也可以用化學(xué)吸收劑,如用氫氧化鈉溶液吸收氯和其它酸性氣體。 第83頁/共134頁實驗操作實驗操作 1. 在正溴丁烷的合成實驗中,蒸餾出的餾出液中正溴丁烷通常應(yīng)在下層,但有時可能出現(xiàn)在上層,為什么?若遇此現(xiàn)象如何處理? 答:若未反應(yīng)的正丁醇較多,或因蒸鎦過久而蒸出一些氫溴酸恒沸液,則液層的相對密度發(fā)生變化,正溴丁烷就可能懸浮或變?yōu)樯蠈?。遇此現(xiàn)象可加清水
45、稀釋,使油層(正溴丁烷)下沉。 2. 粗產(chǎn)品正溴丁烷經(jīng)水洗后油層呈紅棕色是什么原因?應(yīng)如何處理? 答:油層若呈紅棕色,說明含有游離的溴。 可用少量亞硫酸氫鈉水溶液洗滌以除去游離溴。反應(yīng)方程式為: Br 2 + NaHSO3 + H2O 2HBr + NaHSO4第84頁/共134頁 畫出制備正溴丁烷的反應(yīng)裝置圖。 實驗裝置第85頁/共134頁 1. 合成乙酰苯胺時,柱頂溫度為什么要控制在105C左右? 答:為了提高乙酰苯胺的產(chǎn)率,反應(yīng)過程中不斷分出產(chǎn)物之一 水,以打破平衡,使反應(yīng)向著生成乙酰苯胺的方向進行。因水的沸點為100C,反應(yīng)物醋酸的沸點為118C,且醋酸是易揮發(fā)性物質(zhì),因此,為了達到即
46、要將水份除去,又不使醋酸損失太多的目的,必需控制柱頂溫度在105C左右。乙酰苯胺的制備第86頁/共134頁 2. 合成乙酰苯胺的實驗是采用什么方法來提高產(chǎn)品產(chǎn)量的? 答:(1)增加反應(yīng)物之一的濃度(使冰醋酸過量一倍多)。 (2)減少生成物之一的濃度(不斷分出反應(yīng)過程中生成的水)。兩者均有利于反應(yīng)向著生成乙酰苯胺的方向進行。 3. 合成乙酰苯胺時,鋅粉起什么作用?加多少合適? 答:只加入微量(約0.1左右)即可,不能太多,否則會產(chǎn)生不溶于水的ZnOH2,給產(chǎn)物后處理帶來麻煩。 4. 合成乙酰苯胺時,為什么選用韋氏分餾柱? 答:韋氏分餾柱的作用相當(dāng)于二次蒸餾,用于沸點差別不太大的混合物的分離,合成
47、乙酰苯胺時,為了把生成的水分離除去,同時又不使反應(yīng)物醋酸被蒸出,所以選用韋氏分餾柱。 5.合成乙酰苯胺時,反應(yīng)達到終點時為什么會出現(xiàn)溫度計讀數(shù)的上下波動?第87頁/共134頁 答:反應(yīng)溫度控制在105攝氏度左右,目的在于分出反應(yīng)生成的水,當(dāng)反應(yīng)接近終點時,蒸出的水份極少,溫度計水銀球不能被蒸氣包圍,從而出現(xiàn)瞬間短路,因此溫度計的讀數(shù)出現(xiàn)上下波動的現(xiàn)象。 6. 從苯胺制備乙酰苯胺時可采用哪些化合物作?;瘎扛饔惺裁磧?yōu)缺點? 答:常用的乙酰化試劑有:乙酰氯、乙酸酐和乙酸等。 (1 1)用乙酰氯作乙?;瘎?,其優(yōu)點是反應(yīng)速度快。缺點是反應(yīng)中生成的HCl可與未反應(yīng)的苯胺成鹽,從而使半數(shù)的胺因成鹽而無法參
48、與酰化反應(yīng)。為解決這個問題,需在堿性介質(zhì)中進行反應(yīng);另外,乙酰氯價格昂貴,在實驗室合成時,一般不采用。 第88頁/共134頁 (2)用乙酐(CH3CO)2O作?;瘎?,其優(yōu)點是產(chǎn)物的純度高,收率好,雖然反應(yīng)過程中生成的CH3COOH可與苯胺成鹽,但該鹽不如苯胺鹽酸鹽穩(wěn)定,在反應(yīng)條件下仍可以使苯胺全部轉(zhuǎn)化為乙酰苯胺。其缺點是除原料價格昂貴外,該法不適用于鈍化的胺(如鄰或?qū)ο趸桨?。 (3)用醋酸作乙酰化劑,其優(yōu)點是價格便宜;缺點是反應(yīng)時間長。7.在制備乙酰苯胺的飽和溶液進行重結(jié)晶時,在杯下有一油珠出現(xiàn),試解釋原因。怎樣處理才算合理? 答:這一油珠是溶液 83,為溶于水但已經(jīng)溶化了乙酰苯胺,因其比
49、重大于水而沉于杯下,可補加少量熱水,使其完全溶解,且不可認(rèn)為是雜質(zhì)而將其拋棄。 第89頁/共134頁1. 在對甲苯磺酸鈉的制備實驗中,中和酸時,為什么用NaHCO3而不用Na2CO3? 答:因為用NaHCO3中和生成具有酸性的NaHSO4,其水溶性較大;而用Na2CO3中和,易將硫酸完全中和,生成中性的Na2SO4,且水溶性較小,從而易使產(chǎn)品中夾雜有硫酸鈉,影響產(chǎn)品質(zhì)量。2. 在對甲苯磺酸鈉的制備實驗中,NaCl起什么作用?用量過多或過少,對實驗結(jié)果有什么影響? 答:NaCl的作用是: 1.第一次是使對甲苯磺酸轉(zhuǎn)化成鈉鹽。 2.第二次是起鹽析作用,使對甲苯磺酸鈉晶體析出。NaCl 用量過多,產(chǎn)
50、品中將混有NaCl雜質(zhì),降低產(chǎn)品純度。NaCl用量少,不能使對甲苯磺酸鈉結(jié)晶完全析出,降低產(chǎn)率。 對甲苯磺酸鈉的制備第90頁/共134頁3. 用濃硫酸作磺化劑制備對甲苯磺酸鈉的優(yōu)缺點是什么? 答:用濃硫酸作磺化劑的優(yōu)點是: 1. 原料易得,價格便宜。 2.可以避免使用氯磺酸、發(fā)煙硫酸等磺化劑帶來的麻煩,減少環(huán)境污染。 3.操作簡單,反應(yīng)溫度適宜。 用濃硫酸作磺化劑的缺點是: 1.與氯磺酸、發(fā)煙硫酸等磺化劑比較,濃硫酸的磺化能力相對較弱,因此反應(yīng)速度較慢,反應(yīng)溫度相對較高,產(chǎn)率較低。 2.因使用過量的濃硫酸,使對甲苯磺酸鈉的分離相對困難些。第91頁/共134頁 4. 在對甲苯磺酸鈉的合成中攪拌的
51、目的是什么? 答:因為甲苯與濃硫酸互不相溶,通過攪拌可使兩者充分接觸,達到縮短反應(yīng)時間,減少碳化,提高產(chǎn)率的目的。 5. 在對甲苯磺酸鈉的合成中,怎樣才能保證產(chǎn)品是對甲苯磺酸鈉? 答:1.嚴(yán)格控制反應(yīng)溫度在100-120,因為在此溫度下主要得到鄰位產(chǎn)物。溫度過高,將得到苯二磺酸和二甲苯砜等副產(chǎn)物。 2.反應(yīng)中一定要保持微沸狀態(tài),使上升蒸氣環(huán)不超過球形冷凝管的1/3。 第92頁/共134頁 6. 在對甲苯磺酸鈉的合成中,在安全方面應(yīng)注意什么?如不小心發(fā)生甲苯起火或濃硫酸濺到皮膚上應(yīng)怎樣處理? 答:再安全方面應(yīng)注意:防止發(fā)生火災(zāi)和被濃硫酸灼傷。 如不慎發(fā)生起火,應(yīng)立即切斷電源,移開周圍其它易燃物品
52、,迅速用石棉布覆蓋火源,使甲苯與空氣隔絕而滅火。 如不慎將濃硫酸濺到皮膚上,應(yīng)立即用大量水沖洗,再用35%碳酸氫鈉溶液洗滌,最后再用大量水沖洗。嚴(yán)重時應(yīng)消毒、拭干后涂上藥用凡士林或燙傷油膏,將傷口包扎好后送醫(yī)院治療。 7.在對甲苯磺酸鈉的制備實驗中,NaCl起什么作用?用量過多或過少,對實驗結(jié)果有什么影響? 答:NaCl的作用是: 1.第一次是使對甲苯磺酸轉(zhuǎn)化成鈉鹽。 2.第二次是起鹽析作用,使對甲苯磺酸鈉晶體析出。NaCl 用量過多,產(chǎn)品中將混有NaCl雜質(zhì),降低產(chǎn)品純度。NaCl用量過少,不能使對甲苯磺酸鈉結(jié)晶完全析出,降低產(chǎn)率。 第93頁/共134頁 畫出對甲苯磺酸合成的反應(yīng)裝置圖。 答
53、:制備裝置第94頁/共134頁 苯甲醛和丙酸酐在無水K2CO3存在下,相互作用得到什么產(chǎn)物? 答:得到-甲基肉桂酸(即:-甲基-苯基丙烯酸)。COOHCCH=CH3 苯甲醛分別同丙二酸二乙酯、過量丙酮或乙醛作用應(yīng)得到什么產(chǎn)物?從這些產(chǎn)物如何進一步制備肉桂酸? 答:將到: 苯甲醛第95頁/共134頁C6H5CH=C(COOH)2C6H5CH=CHCOOH+ CO2 + H2OC6H5CH=CHCOCH3I2 + OHC6H5CH=CHCOOH+ CHI3C6H5CH=CHCHOAg(NH3)2+C6H5CH=CHCOOH+ Ag2 C6H5CHO濃 OHC6H5COO+C6H5CH2OH第96頁
54、/共134頁 1. 在肉桂酸制備實驗中,能否在水蒸汽蒸餾前用氫氧化鈉代替碳酸鈉來中和水溶液? 答:不能。因為苯甲醛在強堿存在下可發(fā)生Cannizzaro反應(yīng)。 2 C6H5CHO濃 OHC6H5COO+C6H5CH2OH 2. 在肉桂酸制備實驗中,水蒸汽蒸餾除去什么?是否可以不用水蒸汽蒸餾? 答:除去苯甲醛。不行,必須用水蒸氣蒸餾。 3.制備肉桂酸時為何采用水蒸汽蒸餾? 答:因為在反應(yīng)混合物中含有未反應(yīng)的苯甲醛油狀物,它在常壓下蒸餾時易氧化分解,故采用水蒸汽蒸餾,以除去未反應(yīng)的苯甲肉桂酸的制備思考題第97頁/共134頁 4. 什么情況下需要采用水蒸汽蒸餾? 答:下列情況需要采用水蒸氣蒸餾: (
55、1)混合物中含有大量的固體,通常的蒸餾、過濾、萃取等方法都不適用。 (2)混合物中含有焦油狀物質(zhì),采用通常的蒸餾、萃取等方法都不適用。 (3)在常壓下蒸餾會發(fā)生分解的高沸點有機物質(zhì)。 SK-29-N1 具有何種結(jié)構(gòu)的醛能發(fā)生Perkin反應(yīng)? 答:醛基與苯環(huán)直接相連的芳香醛能發(fā)生Perkin反應(yīng)。第98頁/共134頁99SK-30-N3 在Perkin反應(yīng)中醛和具有( (R2CHCO) )2O結(jié)構(gòu)的酸酐相互作用能能否得到不飽和酸?為什么? 答:不能。因為具有( (R2CHCO) )2O結(jié)構(gòu)的酸酐分子只有一個-H原子。 SK-31-N2 苯甲醛和丙酸酐在無水K2CO3存在下,相互作用得到什么產(chǎn)物
56、? 答:得到-甲基肉桂酸(即:-甲基-苯基丙烯酸)。COOHCCH=CH3第99頁/共134頁100SK-32-N3 苯甲醛分別同丙二酸二乙酯、過量丙酮或乙醛作用應(yīng)得到什么產(chǎn)物?從這些產(chǎn)物如何進一步制備肉桂酸?答:將得到: C6H5CH=C(COOH)2C6H5CH=CHCOOH+ CO2 + H2OC6H5CH=CHCOCH3I2 + OHC6H5CH=CHCOOH+ CHI3C6H5CH=CHCHOAg(NH3)2+C6H5CH=CHCOOH+ Ag第100頁/共134頁101SK-78-N3 制備肉桂酸時,往往出現(xiàn)焦油,它是怎樣產(chǎn)生的?又是如何除去的? 答:產(chǎn)生焦油的原因是:在高溫時生成
57、的肉桂酸脫羧生成苯乙烯,苯乙烯在此溫度下聚合所致,焦油中可溶解其它物質(zhì)。 產(chǎn)生的焦油可用活性炭與反應(yīng)混合物堿溶液一起加熱煮沸,焦油被吸附在活性炭上,經(jīng)過濾除去。 第101頁/共134頁102CZ12N3 怎樣正確進行水蒸汽蒸餾操作? 答:1.在進行水蒸氣蒸餾之前,應(yīng)認(rèn)真檢查水蒸氣蒸餾裝置是否嚴(yán)密。 2.開始蒸餾時,應(yīng)將T形管的止水夾打開,待有蒸氣溢出時再旋緊夾子,使水蒸氣進入三頸燒瓶中,并調(diào)整加熱速度,以餾出速度23滴/秒為宜。 3.操作中要隨時注意安全管中的水柱是否有異?,F(xiàn)象發(fā)生,若有,應(yīng)立即打開夾子,停止加熱,找出原因,排除故障后方可繼續(xù)加熱。實驗操作第102頁/共134頁103CZ13N
58、2 怎樣判斷水蒸汽蒸餾操作是否結(jié)束? 答:當(dāng)流出液澄清透明不再含有有機物質(zhì)的油滴時,即可斷定水蒸汽蒸餾結(jié)束(也可用盛有少量清水的錐形瓶或燒杯來檢查是否有油珠存在)。CZ14N2 在肉桂酸制備實驗中,為什么要緩慢加入固體碳酸鈉來調(diào)解pH值? 答:對于酸堿中和反應(yīng),若加入碳酸鈉的速度過快,易產(chǎn)生大量CO2的氣泡,而且不利于準(zhǔn)確調(diào)節(jié)pH值。第103頁/共134頁104CZ19N3 遇到磨口粘住時,怎樣才能安全地打開連接處? 答:(1)用熱水浸泡磨口粘接處。 (2)用軟木(膠)塞輕輕敲打磨口粘接處。 (3)將甘油等物質(zhì)滴到磨口縫隙中,使?jié)B透松開。 CZ20N2 怎樣安裝有電動攪拌器的回流反應(yīng)裝置? 答
59、:安裝有電動攪拌器的反應(yīng)裝置,除按一般玻璃儀器的安裝要求外,還要求: 1.攪拌棒必須與桌面垂直。 2.攪拌棒與玻璃管或液封管的配合應(yīng)松緊適當(dāng),密封嚴(yán)密。第104頁/共134頁105 3.攪拌棒距燒瓶底應(yīng)保持5mm上的距離。 4.安裝完成后應(yīng)用手轉(zhuǎn)動攪拌棒看是否有阻力;攪拌棒下端是否與燒瓶底、溫度計等相碰。如相碰應(yīng)調(diào)整好以后再接通電源,使攪拌正常轉(zhuǎn)動。第105頁/共134頁106實驗裝置實驗裝置(ZZ)ZZ1N2 水蒸氣蒸餾裝置主要由幾大部分組成? 答:水蒸氣蒸餾裝置主要由水蒸氣發(fā)生器、三頸瓶和冷凝管三部分組成。ZZ2N1 水蒸氣發(fā)生器中的安全管的作用是什么? 答:安全管主要起壓力指示計的作用,
60、通過觀察管中水柱高度判斷水蒸氣的壓力;同時有安全閥的作用,當(dāng)水蒸氣蒸餾系統(tǒng)堵塞時,水蒸氣壓力急劇升高,水就可從安全管的上口沖出,使系統(tǒng)壓力下降,保護了玻璃儀器免受破裂。 第106頁/共134頁107TK7N3水蒸氣蒸餾是用來分離和提純有機化合物的重要方法之一,常用于下列情況:(1)混合物中含有大量的 ;(2)混合物中含有 物質(zhì);(3)在常壓下蒸餾會發(fā)生 的 有機物質(zhì)。 答:(1)固體;(2)焦油狀物質(zhì);(3)氧化分解;高沸點。填空題第107頁/共134頁108TK8N3 用Perkin反應(yīng)在實驗室合成甲基苯基丙烯酸,試問:(1))主要反應(yīng)原料及催化劑有: 、 。(2)反應(yīng)方程式為 。(3)反應(yīng)
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