化学有机实验总结.doc
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1、化学有机实验总结化学有机实验总结一、复习要点1反应原理(方程式);2反应装置特点及仪器的作用;3有关试剂及作用;4反应条件;5实验现象的观察分析与记录;6操作注意事项;7安全与可能事故的模拟处理;8其他(如气密性检验,产物的鉴别与分离提纯,仪器的使用要领)二、主要有机制备实验1乙烯、乙炔的制取原理反应装置收集方法实验注意事项排水集气法酒精与浓硫酸的体积比为1:3;酒精与浓硫酸混合方法:先在容器中加入酒精,再沿器壁慢慢加入浓硫酸,边加边冷却或搅拌;温度计的水银球应插入反应混合液的液面下;应在混合液中加入几片碎瓷片防止暴沸;应使温度迅速升至170;因酒精被碳化,碳与浓硫酸反应,乙烯中会混有CO2、
2、SO2等杂质,可用盛有NaOH溶液的洗气瓶将其除去。乙烯CH3CH2OH170OCH2=CH2H2OC浓硫酸乙炔CaC22H2OHCCH+Ca(OH)2排水集气法或向下排空气法因反应放热且电石易变成粉末,所以不能使用启普发生器;为了得到比较平缓的乙炔气流,可用饱和食盐水代替水;因反应太剧烈,可用分液漏斗控制滴水速度来控制反应净化因电石中含有CaS,与水反应会生成H2S,可用硫酸铜溶液或NaOH溶液将其除去。2溴苯的实验室制法(如图所示)反应原料:苯、液溴、铁粉反应原理:+Br2FeBr+HBr制取装置:圆底烧瓶、长玻璃导管(锥形瓶)(如图所示)注意事项:a反应原料不能用溴水。苯与溴水混合振荡后
3、,苯将溴从溴水中萃取出来,而并不发生溴代反应。b反应过程中铁粉(严格地说是溴化铁)起催化剂作用。c苯的溴代反应较剧烈,反应放出的热使苯和液溴汽化,使用长玻璃导管除导气外,还兼起使苯和液溴冷凝回流的作用,使反应充分进行。d长玻璃导管口应接近锥形瓶(内装少量水)液面,而不能插入液面以下,否则会产生倒吸现象。实验过程中会观察到锥形瓶面上方有白雾生成,若取锥形瓶中的溶液加入经硝酸酸化的硝酸银溶液会产生淡黄色沉淀,证明反应过程中产生了HBr,从而也说明了在铁粉存在下苯与液溴发生的是取代反应而不是加成反应。e反应完毕可以观察到:在烧瓶底部有褐色不溶于水的液体生成,这是溶解了液溴的粗溴苯,将粗溴苯倒入稀Na
4、OH溶液中振荡洗涤,可除去溶解在溴苯中的液溴,得到无色,不溶于水,密度比水大的液态纯溴苯。3硝基苯的实验室制法(如图所示)反应原料:苯、浓硝酸、浓硫酸NO2反应原理:+HO-NO2浓硫酸+H2O制取装置:大试管、长玻管、水浴加热装置和温度计注意事项:a反应过程中浓硫酸起催化和脱水作用。b配制一定比例的浓硝酸和浓硫酸的混合酸时,应先将浓HNO3注入容器中,再慢慢注入浓H2SO4,同时不断搅拌和冷却。c混合酸必须冷却至5060以下才能滴入苯是为了防止苯的挥发;在滴入苯的过程中要不断振荡是因为反应放热。若不振荡会因为温度升高加快了硝酸的分解和苯的挥发及副反应的发生。d为了使反应在5060下进行,通常
5、将反应器放在5060的水浴中加热,水浴加热的好处是保持恒温,受热均匀、易于控温(100)。e将反应后的混合液倒入冷水中,多余的苯浮在水面,多余的硝酸和硫酸溶于水中,而反应生成的硝基苯则沉在容器底部,由于其中溶有NO2而呈淡黄色,将所得的粗硝基苯用稀溶液洗涤除去其中溶有的残留酸后,可观察到纯硝基苯是一种无色,有苦杏仁味,比水重的油状液体。f硝基苯有毒,万一溅在皮肤上,应立即用酒精清洗。NaOH4乙酸乙酯的制备实验原理:CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O浓硫酸实验装置反应特点通常反应速率较小。反应是可逆的、乙酸乙酯的产率较低。反应的条件及其意义a加热。加热的主要目的是
6、提高反应速率,其次是使生成的乙酸乙酯挥发而收集,使平衡向正方向移动,提高乙醇、乙酸的转化率。b以浓硫酸作催化剂,提高反应速率。c以浓硫酸作吸水剂,提高乙醇、乙酸的转化率。2实验需注意的问题a加入试剂的顺序为C2H5OH浓硫酸CH3COOHob用盛Na2CO3饱和溶液的试管收集生成的乙酸乙酯,一方面中和蒸发出来的CH3COOH、溶解蒸发出来的乙醇;另一方面降低乙酸乙酯的溶解度,有利于酯的分离。c导管不能插入到Na2CO3溶液中,以防止倒吸回流现象的发生。d加热时要用小火均匀加热,防止乙醇和乙酸大量挥发,液体剧烈沸腾。e装置中的长导管起导气兼冷凝作用。f充分振荡试管、然后静置,待液体分层后,分液得
7、到的上层液体即为乙酸乙酯。点拨:苯的硝化反应,实验室制乙烯,实验室制乙酸乙酯。实验中浓H2SO4所起的作用不完全相同,实验和中浓H2SO4均起催化剂和吸水剂作用,实验中浓H2SO4作催化剂和脱水剂。能与醇发生酯化反应的酸除羧酸外,还有无机含氧酸,如C2H5OH+HONO2C2H5ONO2+H2O硝酸乙酯无氧酸则不行,如C2H5OH+HBrC2H5Br+H2O5石油的分馏实验(图所示)反应原料:原油反应原理:利用加热和冷凝,把石油分成不同沸点范围的馏分反应装置:酒精灯、圆底烧瓶、温度计、冷凝器、锥形瓶等注意事项:a实验前应认真检查装置的气密性。b温度计水银球应位于蒸馏烧瓶支管口略低处,以测定生成
8、物的沸点。c冷凝器中冷凝水的流向与气流方向相反,上口出水。d为防止液体暴沸,在反应混合液中需加入少许碎瓷片。e实验过程中收集沸点60150的馏分是汽油,沸点为150300的馏分是柴油。gf三、官能团的特征反应1遇溴水或溴的CCl4溶液褪色:CC、CC、-CHO(甲酸、甲酸酯、甲酸盐、葡萄糖)或酚;2遇KMnO4酸性溶液褪色:烯烃、炔烃、苯的同系物、醇、酚、醛、甲酸、甲酸盐、甲酸酯、葡萄糖、麦芽糖等3遇FeCl3溶液显紫色,遇浓溴水产生白色浑浊:酚;4遇石蕊试液显红色:羧酸;5与Na反应产生H2:含羟基化合物(醇、酚或羧酸);6与Na2CO3或NaHCO3溶液反应产生CO2:羧酸;7与Na2CO
9、3溶液反应但无CO2气体放出:酚;8与NaOH溶液反应:酚、羧酸、酯或卤代烃;9发生银镜反应或与新制的Cu(OH)2悬浊液共热产生红色沉淀:含有-CHO(甲酸、甲酸酯、甲酸盐、葡萄糖、麦芽糖);10常温下能溶解Cu(OH)2:羧酸;11能氧化成羧酸的醇:含“CH2OH”的结构(能氧化的醇,羟基相“连”的碳原子上含有氢原子;能发生消去反应的醇,羟基相“邻”的碳原子上含有氢原子);12能水解:酯、卤代烃、二糖和多糖、酰胺和蛋白质;13既能氧化成羧酸又能还原成醇:醛;14卤代烃的水解,条件:NaOH,水,取代;NaOH,醇溶液,消去。15蛋白质(分子中含苯环)与浓HNO3反应后显黄色。四、有机物的分
10、离,提纯1甲烷气体中有乙烯或乙炔(除杂)(溴水)2己烷中有己烯(除杂)(酸性KMnO4)3醋酸钠固体中有萘(除杂和分离)(升华)4苯有甲苯(除杂)(先酸性KMnO4、再NaOH)5苯中有苯酚(除杂和分离)(NaOH、分液)6乙醇中有水(分离和提纯)(CaO、蒸馏)7乙酸乙酯中有乙醇和乙酸(除杂)(饱和Na2CO3)8溴苯中有溴(除杂)(NaOH、分液)9硝基苯中有硝酸或NO2(除杂)(NaOH、分液)10硝基苯中有苯磺酸(除杂和分离)(NaOH、蒸馏)11蛋白质溶液中有少量食盐(除杂)(清水、渗析)12硬脂酸钠溶液中有甘油(提纯)(NaCl)13蛋白质中有淀粉(除杂)(淀粉酶、水)14.己烷中
11、有乙醇(除杂和分离)(水洗、分液)15乙醇中有乙酸(除杂)(NaOH或CaO、蒸馏)16乙酸乙酯中有水(除杂)(无水Na2SO4)17苯酚中有苯甲酸(除杂)(NaHCO3、蒸馏)18肥皂中有甘油(除杂和分离)(NaCl、盐析)19淀粉中有NaCl(除杂)(渗析)五、常见有机物的鉴别(要注意试剂的选择)1甲烷、乙烯与乙炔的鉴别(燃烧)2烷烃与烯烃的鉴别(溴水或酸性KMnO4)3烷烃与苯的同系物的鉴别(酸性KMnO4)4卤代烃中卤素元素的鉴别(NaOH、HNO3、AgNO3)5醇与羧酸的鉴别(指示剂)6羧酸与酯的鉴别(1)乙酸与乙酸乙酯的鉴别(水)(2)乙酸与甲酸甲酯的鉴别(水)(3)甲酸与乙酸的
12、鉴别(新制的Cu(OH)2)(4)甲酸与甲醛的鉴别(新制的Cu(OH)2)7醛与酮的鉴别(新制的Cu(OH)2或银氨溶液)8酚与芳香醇的鉴别(浓溴水)9淀粉与纤维素的鉴别(淀粉酶)10蛋白质的鉴别,与浓HNO3反应后显黄色。11甘油与乙醛鉴别(银氨溶液、Cu(OH)2)扩展阅读:高中有机化学实验总结最全(一)烃1.有机化学基础实验甲烷的氯代(必修2、P56)(性质)实验:取一个100mL的大量筒(或集气瓶),用排水的方法先后收集20mLCH4和80mLCl2,放在光亮的地方(注意:不要放在阳光直射的地方,以免引起爆炸),等待片刻,观察发生的现象。现象:大约3min后,可观察到混合气体颜色变浅,
13、气体体积缩小,量筒壁上出现油状液体,量筒内饱和食盐水液面上升,可能有晶体析出【会生成HCl,增加了饱和食盐水】解释:生成卤代烃2.石油的分馏(必修2、P57,重点)(分离提纯)(1)两种或多种沸点相差较大且互溶的液体混合物,要进行分离时,常用蒸馏或分馏的分离方法。(2)分馏(蒸馏)实验所需的主要仪器:铁架台(铁圈、铁夹)、石棉网、蒸馏烧瓶、带温度计的单孔橡皮塞、冷凝管、牛角管、锥形瓶。(3)蒸馏烧瓶中加入碎瓷片的作用是:防止爆沸(4)温度计的位置:温度计的水银球应处于支管口(以测量蒸汽温度)(5)冷凝管:蒸气在冷凝管内管中的流动方向与冷水在外管中的流动方向下口进,上口出(6)用明火加热,注意安
14、全3.乙烯的性质实验(必修2、P59)乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色(加成反应)(检验、除杂)乙烯的实验室制法:(1)反应原料:乙醇、浓硫酸(2)反应原理:CH3CH2OH副反应:2CH3CH2OHC2H5OH+6H2SO4(浓)CH2CH2+H2OCH3CH2OCH2CH3+H2O6SO2+2CO2+9H2O现象:乙烯使KMnO4酸性溶液褪色(氧化反应)(检验)(3)浓硫酸:催化剂和脱水剂(混合时即将浓硫酸沿容器内壁慢慢倒入已盛在容器内的无水酒精中,并用玻璃棒不断搅拌)(4)碎瓷片,以防液体受热时爆沸;石棉网加热,以防烧瓶炸裂。(5)实验中要通过加热使无水酒精和浓硫酸混合物的温度迅速上升到并稳定
15、于170左右。(不能用水浴)(6)温度计要选用量程在200300之间的为宜。温度计的水银球要置于反应物的中央位置,因为需要测量的是反应物的温度。(7)实验结束时,要先将导气管从水中取出,再熄灭酒精灯,反之,会导致水被倒吸。【记】倒着想,要想不被倒吸就要把水中的导管先拿出来(8)乙烯的收集方法能不能用排空气法不能,会爆炸(9)点燃乙烯前要_验纯_。(10)在制取乙烯的反应中,浓硫酸不但是催化剂、吸水剂,也是氧化剂,在反应过程中易将乙醇氧化,最后生成CO2、CO、C等(因此试管中液体变黑),而硫酸本身被还原成SO2。故乙烯中混有_SO2_、_CO2_。(11)必须注意乙醇和浓硫酸的比例为:,且需要
16、的量不要太多,否则反应物升温太慢,副反应较多,从而影响了乙烯的产率。使用过量的浓硫酸可提高乙醇的利用率,增加乙烯的产量。4、乙炔的实验室制法:(1)反应方程式:CaC2+2H2OC2H2+Ca(OH)2(注意不需要加热)(2)发生装置:固液不加热(不能用启普发生器)(3)得到平稳的乙炔气流:常用饱和氯化钠溶液代替水(减小浓度)分液漏斗控制流速并加棉花,防止泡沫喷出。(4)生成的乙炔有臭味的原因:夹杂着H2S、PH3、AsH3等特殊臭味的气体,可用CuSO4溶液或NaOH溶液除去杂质气体(5)反应装置不能用启普发生器及其简易装置,而改用广口瓶和分液漏斗。为什么?反应放出的大量热,易损坏启普发生器
17、(受热不均而炸裂)。反应后生成的石灰乳是糊状,可夹带少量CaC2进入启普发生器底部,堵住球形漏斗和底部容器之间的空隙,使启普发生器失去作用。(6)乙炔使溴水或KMnO4(H+)溶液褪色的速度比较乙烯,是快还是慢,为何?乙炔慢,因为乙炔分子中叁键的键能比乙烯分子中双键键能大,断键难.5、苯的溴代(选修5,P50)(性质)(1)方程式:原料:溴应是_液溴_用液溴,(不能用溴水;不用加热)加入铁粉起催化作用,但实际上起催化作用的是FeBr3。现象:剧烈反应,三颈瓶中液体沸腾,红棕色气体充满三颈烧瓶。导管口有棕色油状液体滴下。锥形瓶中产生白雾。(2)顺序:苯,溴,铁的顺序加药品(3)伸出烧瓶外的导管要
18、有足够长度,其作用是导气、冷凝(以提高原料的利用率和产品的收率)。(4)导管未端不可插入锥形瓶内水面以下,因为_HBr气体易溶于水,防止倒吸_(进行尾气吸收,以保护环境免受污染)。(5)反应后的产物是什么?如何分离?纯净的溴苯是无色的液体,而烧瓶中液体倒入盛有水的烧杯中,烧杯底部是油状的褐色液体,这是因为溴苯溶有_溴_的缘故。除去溴苯中的溴可加入_NaOH溶液_,振荡,再用分液漏斗分离。分液后再蒸馏便可得到纯净溴苯(分离苯)(6)导管口附近出现的白雾,是_是溴化氢遇空气中的水蒸气形成的氢溴酸小液滴_。探究:如何验证该反应为取代反应?验证卤代烃中的卤素取少量卤代烃置于试管中,加入NaOH溶液;加
19、热试管内混合物至沸腾;冷却,加入稀硝酸酸化;加入硝酸银溶液,观察沉淀的颜色。实验说明:加热煮沸是为了加快卤代烃的水解反应速率,因为不同的卤代烃水解难易程度不同。加入硝酸酸化,一是为了中和过量的NaOH,防止NaOH与硝酸银反应从而对实验现象的观察产生影响;二是检验生成的沉淀是否溶于稀硝酸。6、苯的硝化反应(性质)HONO2浓H2SO455C60CNO2H2O反应装置:大试管、长玻璃导管、温度计、烧杯、酒精灯等实验室制备硝基苯的主要步骤如下:配制一定比例的浓硫酸与浓硝酸的混和酸,加入反应器中。向室温下的混和酸中逐滴加入一定量的苯,充分振荡,混和均匀。【先浓硝酸再浓硫酸冷却到50-60C,再加入苯
20、(苯的挥发性)】在50-60下发生反应,直至反应结束。除去混和酸后,粗产品依次用蒸馏水和5NaOH溶液洗涤,最后再用蒸馏水洗涤。将用无水CaCl2干燥后的粗硝基苯进行蒸馏,得到纯硝基苯。【注意事项】(1)配制一定比例浓硫酸与浓硝酸混和酸时,操作注意事项是:_先浓硝酸再浓硫酸冷却到50-60C,再加入苯(苯的挥发性)(2)步骤中,为了使反应在50-60下进行,常用的方法是_水浴_。(3)步骤中洗涤、分离粗硝基苯应使用的仪器是_分液漏斗_。(4)步骤中粗产品用5NaOH溶液洗涤的目的是_除去混合酸_。(5)纯硝基苯是无色,密度比水_大_(填“小”或“大”),具有_苦杏仁味_气味的油状液体。(6)需
21、要空气冷却(7)使浓HNO3和浓H2SO4的混合酸冷却到50-60以下,这是为何:防止浓NHO3分解防止混合放出的热使苯和浓HNO3挥发温度过高有副反应发生(生成苯磺酸和间二硝基苯)(8)温度计水银球插入水中浓H2SO4在此反应中作用:催化剂,吸水剂(二)烃的衍生物1、溴乙烷的水解(1)反应原料:溴乙烷、NaOH溶液(2)反应原理:CH3CH2Br+H2O化学方程式:CH3CH2Br+HOHCH3CH2OH+HBrCH3CH2OH+HBr注意:(1)溴乙烷的水解反应是可逆反应,为了使正反应进行的比较完全,水解一定要在碱性条件下进行;(3)几点说明:溴乙烷在水中不能电离出Br,是非电解质,加Ag
22、NO3溶液不会有浅黄色沉淀生成。溴乙烷与NaOH溶液混合振荡后,溴乙烷水解产生Br,但直接去上层清液加AgNO3溶液主要产生的是Ag2O黑色沉淀,无法验证Br的产生。-水解后的上层清液,先加稀硝酸酸化,中和掉过量的NaOH,再加AgNO3溶液,产生浅黄色沉淀,说明有Br产生。2、乙醇与钠的反应(必修2、P65,选修5、P6768)(探究、重点)无水乙醇钠沉于试管底部,有气泡水钠熔成小球,浮游于水面,剧烈反应,发出“嘶嘶”声,有气体产生,钠很快消失-工业上常用NaOH和乙醇反应,生产时除去水以利于CH3CH2ONa生成实验现象:乙醇与钠发生反应,有气体放出,用酒精灯火焰点燃气体,有“噗”的响声,
23、证明气体为氢气。向反应后的溶液中加入酚酞试液,溶液变红。但乙醇与钠反应没有水与钠反应剧烈。3、乙醇的催化氧化(必修2、65)(性质)把一端弯成螺旋状的铜丝在酒精灯火焰加热,看到铜丝表面变黑,生成CuO迅速插入盛乙醇的试管中,看到铜丝表面变红;反复多次后,试管中生成有刺激性气味的物质(乙醛),反应中乙醇被氧化,铜丝的作用是催化剂。闻到一股刺激性气味,取反应后的液体与银氨溶液反应,几乎得不到银镜;取反应后的液体与新制的Cu(OH)2碱性悬浊液共热,看不到红色沉淀,因此无法证明生成物就是乙醛。通过讨论分析,我们认为导致实验结果不理想的原因可能有2个:乙醇与铜丝接触面积太小,反应太慢;反应转化率低,反
24、应后液体中乙醛含量太少,乙醇的大量存在对实验造成干扰。乙醛的银镜反应(1)反应原料:2%AgNO3溶液、2%稀氨水、乙醛稀溶液(2)反应原理:CH3CHO+2Ag(NH3)2OHCH3COONH4+2Ag+3NH3+H2O(3)反应装置:试管、烧杯、酒精灯、滴管银氨溶液的配置:取一支洁净的试管,加入1mL2%的硝酸银,然后一变振荡,一边滴入2%的稀氨水,直到产生的沉淀恰好溶解为止。(注意:顺序不能反)(4)注意事项:配制银氨溶液时加入的氨水要适量,不能过量,并且必须现配现用,不可久置,否则会生成容易爆炸的物质。实验用的试管一定要洁净,特别是不能有油污。必须用水浴加热,不能在火焰上直接加热(否则
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