高考有机化学复习6有机化学实验

高考有机化学复习6有机化学实验

高考有机化学复习：（6）有机化学实验 一、烃的重要实验 ‎1、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，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、乙烯的实验室制法 ‎（1）反应原料：乙醇、浓硫酸 ‎（2）反应原理：CH3CH2OH CH2＝CH2↑ + H2O ‎ 副反应：2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3 + H2O C2H5OH + 6H2SO4（浓）6SO2↑+ 2CO2↑+ 9H2O ‎（3）发生装置和收集装置：‎ 发生装置：l + l g （圆底烧瓶、酒精灯、温度计等）‎ 收集装置：排水法，不能用排空气法。‎ ‎（4）尾气处理：点燃法 ‎（5）注意事项：‎ ‎①配制乙醇和浓硫酸体积比为1:3的混合液应注意：应将浓硫酸缓缓注入乙醇并不断摇匀。使用过量的浓硫酸可提高乙醇的利用率，增加乙烯的产量。‎ ‎②温度计水银球（或液泡）应插入反应混和液，液面以下，但不能接触瓶底，以便控制反应温度为‎170℃‎。‎ ‎③反应时应迅速升温到‎170℃‎。(目的是为了减少副反应的发生)‎ ‎④为防止加热过程中液体爆沸，应在反应液中加少许碎瓷片。‎ ‎⑤如控温不当，会发生副反应，是制得的乙烯中混有CO2、SO2、乙醚等杂质，必须通过浓NaOH溶液（或碱石灰）后，才能收集到比较纯净的乙烯。‎ ‎⑥若实验时，已开始给浓硫酸跟乙醇的混合物加热一段时间，忽然记起要加碎瓷片，应先停止加热，冷却到室温后，在补加碎瓷片。‎ ‎⑦浓硫酸的作用是：催化剂、脱水剂。‎ ‎⑧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。要想不被倒吸就要把水中的导管先拿出来 ‎⑨点燃乙烯前要验纯。‎ ‎3、乙炔的实验室制法 ‎（1）反应原料：电石（主要成分为CaC2）、水（用饱和食盐水代替）‎ ‎（2）反应原理：‎ CaC2 + 2H2O Ca（OH）2 + CH≡CH↑‎ 副反应： CaS + 2H2O Ca（OH）2 + H2S↑ ‎ Ca3P2 + 6H2O 3Ca（OH）2 + 2PH3↑‎ Ca3As2 + 6H2O 3Ca（OH）2 + 2AsH3↑‎ ‎（3）发生装置和收集装置：‎ 发生装置：S + l g ‎ ‎（广口瓶（或锥形瓶、烧瓶、大试管等）、分液漏斗等）‎ 收集装置：排水法 ‎（4）尾气处理：点燃法 ‎（5）注意事项：‎ ‎①不能用启普发生器制乙炔：‎ a、反应产物Ca（OH）2微溶于水，呈糊状堵塞反应容器，使水面难以升降；‎ b、反应速率快且放出大量的热，会损坏启普发生器。‎ ‎②电石与水反应很剧烈，应选用分液漏斗，通过控制水流的速度，来控制产生乙炔的速度。‎ ‎③电石与水反应剧烈，用饱和食盐水代替水可减缓反应速率，获得平稳的乙炔气流。‎ ‎④由于电石中含有其他杂质（如：CaS、Ca3P2、Ca3As2等）。使制得的乙炔中含有（H2S、PH3、AsH3等）难闻的气体。要想制得较纯净的CH≡CH可将气体通过盛有CuSO4溶液或NaOH溶液的洗气瓶。‎ ‎⑤得到平稳的乙炔气流：①常用饱和氯化钠溶液代替水（减小浓度） ②分液漏斗控制流速 ③并加棉花，防止泡沫喷出。‎ ‎4、石油的分馏 ‎（1）反应原料：原油 ‎（2）反应原理：利用加热和冷凝（蒸馏），把石油分成不同 沸点范围的馏分。‎ ‎（3）反应装置：蒸馏烧瓶、酒精灯、温度计、冷凝器（冷凝管）、‎ 锥形瓶等。‎ ‎（4）注意事项 ‎①温度计水银球（或液泡）应位于蒸馏烧瓶支管口略低处，‎ 测定的是馏分蒸汽的温度。‎ ‎②冷凝器中冷凝水的流向与气流反向相反，应从下口入水上口出水。‎ ‎③为防止爆沸，反应混合液中需加入少量碎瓷片。‎ ‎5、苯与溴的反应 ‎（1）反应原料：苯、液溴、铁 ‎（2）反应原理：‎ ‎ ‎ ‎（3）反应装置：S + l g （具支试管、（或锥形瓶、广口瓶、烧瓶、大试管等）、分液漏斗等）‎ ‎（4）尾气处理：吸收法（用碱液吸收，一般用NaOH溶液）‎ ‎（5）几点说明：‎ ‎①将反应混合物倒入水中，呈褐色不溶于水的液体，是因为未反应的溴溶解在溴苯中的缘故，可用碱溶液（NaOH溶液）反复洗涤在分液。‎ ‎②不能用甲苯的方法来除去溴苯中溶解的溴，因为苯也能溶解溴苯。‎ ‎③AgNO3溶液中有浅黄色沉淀生成，说明有HBr气体生成，该反应应为取代反应。‎ ‎④若无吸收管，则AgNO3溶液中有浅黄色沉淀生成，不能说明该反应为取代 反应，因为Br2（g）溶于水形成溴水也能使AgNO3溶液中产生浅黄色沉淀。‎ ‎⑤吸收管中CCl4的作用是吸收Br2（g），防止对HBr检验的干扰。‎ ‎⑥原料：溴应是液溴。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，红棕色气体充满烧瓶(反应放热)。导管口有棕色油状液体滴下。锥形瓶中导管口附近出现白雾，(是溴化氢遇空气中的水蒸气形成的氢溴酸小液滴_)。‎ ‎⑦添加药品顺序：苯，溴，铁的顺序加药品 ‎⑧伸出烧瓶外的导管要有足够长度，其作用是 导气 、冷凝回流（提高原料的利用率和产品的产率）。‎ ‎⑨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）。‎ ‎⑩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、硝基苯的生成 ‎（1）反应原料：苯、浓硝酸、浓硫酸 ‎（2）反应原理：‎ ‎（3）反应装置：大试管、长玻璃导管、温度计、烧杯、酒精灯等 ‎（4）实验室制备硝基苯的主要步骤如下：‎ ‎①配制一定比例的浓硫酸与浓硝酸的混和酸，加入反应器中。‎ ‎②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(苯的挥发性)】‎ ‎③在50‎-60℃‎下发生反应，直至反应结束。‎ ‎④除去混和酸后，粗产品依次用蒸馏水和5％NaOH溶液洗涤，最后再用蒸馏水洗涤。‎ ‎⑤将用无水CaCl2干燥后的粗硝基苯进行蒸馏，得到纯硝基苯。‎ ‎（5）【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③中，为了使反应在50‎-60℃‎下进行，常用的方法是_水浴_。水浴温度不宜过高，如温度过高不仅会引起苯和硝酸的挥发，还会使浓硝酸分解产生NO2等，也容易生成较多的副产物二硝基苯（有剧毒）。因此控制好温度是做好本实验的关键。‎ ‎(3)步骤④中洗涤、分离粗硝基苯应使用的仪器是_分液漏斗_。‎ ‎(4)步骤④中粗产品用5％NaOH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。因混有少量NO2而使制得的硝基苯呈淡黄色。‎ ‎(6)需要空气冷却 ‎(7)使浓HNO3和浓H2SO4的混合酸冷却到50-‎-‎‎60℃‎以下,这是为何： ‎ ‎①防止浓NHO3分解   ‎ ‎②防止混合放出的热使苯和浓HNO3挥发 ‎ ③温度过高有副反应发生(生成苯磺酸和间二硝基苯)  ‎ ‎7、石蜡的催化裂化 ‎（1）反应原料：石蜡、氧化铝（或分子筛） ‎ ‎（2）原理：CnH2n+2 Cn1H2n1 + Cn2H2n2 +2 ‎ ‎（3）反应装置：‎ 思考：1、氧化铝或分子筛的作用：‎ ‎2、装置Ⅱ中冷水的作用：‎ ‎3、装置Ⅱ中小试管中收集到的液体的成分及其性质？‎ ‎4、装置Ⅲ中小试管中的现象？‎ 二、烃的衍生物的重要实验 ‎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 CH3CH2OH + HBr ‎（3）几点说明：①溴乙烷在水中不能电离出Br-，是非电解质，加AgNO3溶液不会有浅黄色沉淀生成。‎ ‎②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。‎ ‎③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、乙醇钠的生成 ‎（1）反应原料：乙醇、钠 ‎（2）反应原理：2CH3CH2OH +2Na 2CH3CH2ONa + H2↑‎ ‎（3）发生装置：S + l g（试管、（或锥形瓶、烧瓶等）、分液漏斗等）‎ ‎（4）气体体积的测定：排水法（排出水的体积即为气体的体积）‎ ‎（5）注意事项：‎ ‎① 防止因气体受热膨胀，使得测得的体积偏大，应冷却至室温后读数。读数时多功能瓶与量筒的液面要齐平（等高）。‎ ‎②为防止冷却后，量筒中水倒流一部分进入中间的试剂瓶中，而使测得的体积偏大，应将量筒中的导管插入水面以下。‎ ‎③读数时导管内水的体积不考虑在内，会影响测定结果。‎ ‎3、乙醇的催化氧化 ‎（1）反应原料：乙醇、空气、铜丝 ‎（2）反应原理： ‎ ‎（3）反应装置：（气唧、硬质试管、酒精灯等）‎ ‎（4）注意事项：‎ ‎①该反应中Cu为催化剂，CuO为中间物质。‎ ‎②该反应放热，放出的热量足以维持反应继续进行。‎ ‎4、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）2OH CH3COONH4 + 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：‎ ‎①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。‎ ‎②实验用的试管一定要洁净，特别是不能有油污。‎ ‎③必须用水浴加热，不能在火焰上直接加热（否则会生成易爆物质），水浴温度不宜过高。‎ ‎④如果试管不洁净，或加热时振荡，或加入的乙醛过量时，就无法生成明亮的银镜，而只生成黑色疏松的沉淀或虽银虽能附着在试管内壁但颜色发乌。‎ ‎⑤实验完毕，试管内的混合液体要及时处理，试管壁上的银镜要及时用少量的硝溶解，再用水冲洗。（废液不能乱倒，应倒入废液缸内）‎ ‎5、乙醛被新制的Cu（OH）2氧化 ‎（1）反应原料：10%NaOH溶液、2%CuSO4溶液、乙醛稀溶液 ‎（2）反应原理：CH3CHO + 2Cu（OH）2CH3COOH + Cu2O↓+ 2H2O ‎（3）反应装置：试管、酒精灯、滴管 ‎（4）注意事项：‎ ‎①本实验必须在碱性条件下才能成功。‎ ‎②Cu（OH）2悬浊液必须现配现用，配制时CuSO4溶液的质量分数不宜过大，且NaOH溶液应过量。若CuSO4溶液过量或配制的Cu（OH）2的质量分数过大，将在实验时得不到砖红色的Cu2O沉淀（而是得到黑色的CuO沉淀）。‎ ‎6、乙酸乙酯的制取实验 ‎（1）反应原料：乙醇、乙酸、浓H2SO4、饱和Na2CO3溶液 ‎（2）反应原理: ‎ ‎ ‎ ‎（3）反应装置：试管、烧杯、酒精灯 ‎（4）注意事项：‎ ‎①浓H2SO4在反应中起催化剂、脱水剂、吸水剂的作用。‎ ‎②饱和Na2CO3溶液的作用：‎ a、中和挥发出来的乙酸，生成醋酸钠以便于文乙酸乙酯的气味；‎ b、溶解挥发出来的乙醇；‎ c、冷凝酯蒸汽且减小酯在水中的溶解度，以便于分层析出，分液。‎ ‎③不能用NaOH溶液代替饱和Na2CO3溶液，因为乙酸乙酯在强碱NaOH存在下水解较彻底，几乎得不到乙酸乙酯。‎ 导管未插入液面以下，是为了防倒吸。‎ 三、有机物的检验和鉴别 ‎1、检查有机物的溶解性 通常观察有机物的水溶性：大多数有机物不易溶于水，某些有机物可以与水以任意比互溶，如：甲醇、乙醇、甲醛、乙醛、甲酸、乙酸等（低级醇、低级醛、低级羧酸）。苯酚常温下在水中溶解性不大。‎ ‎2、液态有机物的密度 由于多数有机物不易溶于水，依据液态有机物的密度对有机物可以进行大致分类：‎ 密度大于水：溴乙烷、溴苯、硝基苯、四氯化碳等 ‎ 密度小于水：烃、酯、油脂等 ‎3、有机物燃烧状况 如观察是否可燃（大部分有机物可燃、四氯化碳和多数无机物不可燃）；燃烧时黑烟的多少；燃烧时的气味（如聚氯乙烯、蛋白质）等。‎ ‎4、有机物的官能团 官能团 加试剂 现象 碳碳双键、三键、苯的同系物、有还原性的物质等 酸性高锰酸钾 高锰酸钾溶液褪色 ‎（氧化还原反应）‎ 碳碳双键、碳碳三键 溴水 溴水褪色（加成反应）‎ ‎－OH 醇羟基 Na 产生气泡 乙酸、浓硫酸 有果香味酯生成 酚羟基 FeCl3‎ 溶液呈现紫色 浓溴水 生成白色沉淀 ‎—CHO醛基 银氨溶液 银镜（水浴加热）‎ 新制氢氧化铜Cu(OH)2‎ 煮沸后产生红色沉淀 ‎－COOH羧基 紫色石蕊试液 显红色 NaHCO3‎ 产生气泡 氢氧化铜Cu(OH)2‎ 蓝色沉淀溶解 淀粉 加碘水 显蓝色 蛋白质 加浓硝酸微热 黄色 灼烧 烧焦羽毛气味 常见试剂 官能团 现象 反应类型 化学方程式 溴水 碳碳双键、碳碳三键 褪色 加成 苯酚 白色沉淀 取代 液态不溶于水的有机物（苯、甲苯、四氯化碳）‎ 分层，水层褪色 萃取 还原剂（醛类、无机还原剂）‎ 褪色 氧化还原 碱 褪色 氧化还原 溴的四氯化碳溶液 碳碳双键、碳碳三键 加成 褪色 液溴 苯环（催化剂）‎ 取代 褪色 烃基（包括苯环侧链）光照 取代 褪色 高锰酸钾 碳碳双键、三键 氧化还原 褪色 甲苯 氧化还原 褪色 苯酚、醛 无机还原剂 氧化还原 褪色 苯 不萃取 分层（上层苯）‎ 注意：鉴别、鉴定反应要在适宜的酸碱度下进行 ‎ 被检物质 反应条件 检验条件 检验试剂 备注 卤代烃 碱性条件下水解（NaOH溶液）‎ 酸性 ‎（加硝酸中和）‎ AgNO3溶液 ‎1. 若不加以酸化，将产生氧化银沉淀 ‎2. 不能用盐酸、硫酸酸化 醛基 碱性 新制的Cu(OH)2悬浊液或Ag(NH3)2OH 银氨溶液 酸性条件破坏氢氧化铜悬浊液和银氨溶液 蔗糖淀粉 酸性条件水解 ‎（稀硫酸）‎ 碱性（加氢氧化钠中和）‎ 纤维素 酸性水解（稀硫酸）‎ 四、有机物的分离与提纯 物质的分离是指用物理或化学的方法，把混合物中的各组分逐一分开的过程。（注意区别于提纯、除杂）‎ 有机混合物 分离方法 依据原理 所用主要仪器 气体 洗气 发生化学反应或溶解 洗气瓶 互不相溶液体 分液 溶解性不同、密度不同 分液漏斗 互溶液体、沸点相差较大 蒸馏 沸点不同 蒸馏烧瓶、冷凝管 盐析 除去下列物质中混有的杂质 物质 杂质 试剂 操作 甲烷 乙烯或乙炔 溴水 洗气 溴苯 溴 NaOH溶液 分液 苯 苯酚 NaOH溶液 分液 乙酸乙酯 乙酸 饱和Na2CO3溶液 分液 乙醇 乙酸 新制氧化钙 蒸馏 乙酸 水 蒸馏 溴乙烷 乙醇 水 分液 练习：‎ ‎1、鉴别甲苯、苯乙烯、苯酚溶液、丙烯酸溶液、乙醇，可选用的试剂是（ ）‎ A．KMnO4溶液、FeCl3溶液 B．溴水、KMnO4溶液 C．NaOH溶液、FeCl3溶液 D 溴水、Na2CO3溶液 ‎2、下列叙述不正确的是（ ）‎ A．用酒精清洗沾到皮肤上的苯酚 B．用冷凝的方法从氨气、氮气和氢气混合气中分离出氨 C 用氨水清洗试管壁附着的银镜 D．用盐析的方法分离油脂皂化反应的产物 ‎ ‎3、提纯和分离下述物质时，采用的方法与制取无水乙醇的方法相同的是（ B ）‎ A．分离硬脂酸和甘油 B 除出去乙醛中少量的醋酸 C．分离苯酚和苯 D．分离乙烷和乙醇 ‎4、现有苯酚的乙醇溶液。若用该溶液回收苯酚，可供选择的操作有：⑴加适量盐酸 ⑵蒸馏 ⑶过滤 ⑷分液 ⑸加足量NaOH溶液 ⑹加足量FeCl3溶液 ⑺加适量乙酸和浓硫酸混合液 ⑻加足量浓溴水⑼加热⑽通入过量CO2。正确的操作步骤是 （ ）‎ A．⑺⑼⑵ B．⑻⑶⑴⑵ C．⑹⑵⑴⑷ D ⑸⑵⑽⑷‎ ‎5、为了证明甲酸溶液中含有甲醛，正确的操作是 （ ）‎ A．滴入石蕊试液 B．加入金属钠 C．加入银氨溶液(微热)‎ D 加入氢氧化钠溶液后加热蒸馏，在馏出物中加入银氨溶液(微热)‎ ‎6、下列实验操作中，正确的是 （ ）‎ A 在相对过量的氢氧化钠溶液中滴入少量硫酸铜溶液以配制氢氧化铜 B．在稀氨水中逐渐加入稀的硝酸银溶液来配制银氨溶液 C．试管里加入少量淀粉，再加入一定量稀硫酸，加热3～4分钟，然后加入银氨溶液，片刻后管壁上有“银镜”出现 D．溴乙烷在氢氧化钠溶液的存在下进行水解后，加入硝酸银溶液，可检验溴离子的存在 ‎7、可用于鉴别以下三种化合物的一组试剂是（ A ）‎ 乙酰水杨酸 丁香酚 肉桂酸 ‎①银氨溶液 ②溴的四氯化碳溶液 ③氯化铁溶液 ④氢氧化钠溶液 ‎ A ②与③ B．③与④ C．①与④ D．①与②‎ ‎8、现有氢硫酸、苯酚溶液、乙酸溶液、甲苯、1-己烯和四氯化碳6瓶无色液体，仅选用一种试剂即可将它们一一鉴别。此试剂为______________。 ‎ ‎9、分离下列物质选用的试剂和方法为：‎ ‎ ①苯和苯酚： ， ；‎ ‎ ②肥皂、甘油和水的混合液中分离出肥皂： ， 。‎ ‎10、实验室制取乙烯时，由于温度过高而使混合溶液炭化，导致反应产生SO2和CO2等杂质气体，试用下图所给各装置设计一个实验（装置可重复使用），验证混合气体含有SO2和CO2气体杂质。 ‎ 编号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ 备选 装置 品红溶液 溴水 澄清石灰水 乙醇和浓硫酸 ‎（1）写出实验室用无水乙醇跟浓硫酸共热的方法制取乙烯的化学方程式 。‎ ‎（2）以上这些装置的连接顺序（按产物的气流从左向右的方向填写装置的编号）是 。‎ ‎（3）装置①的作用是 ，装置②的作用是 。‎ ‎（4）若想得到不含上述杂质气体的乙烯，可采取的措施是 。 ‎