突破10 有机化学实验专题复习讲义(三)-备战2023年高考化学《有机化学实验》专题突破系列

这是一份突破10 有机化学实验专题复习讲义(三)-备战2023年高考化学《有机化学实验》专题突破系列，共8页。试卷主要包含了教材中五大制备型实验回顾，两大检验性实验，有机物的鉴别常用试剂，有机物的分离与提纯的方法，有机实验的八项注意，熟悉有机物制取中的典型装置图，有机物制备实验题的解题模板等内容，欢迎下载使用。
有机化学实验专题复习一、教材中五大制备型实验回顾1、乙烯的实验室制法——(乙醇的消去反应）(1)药品及其比例：无水乙醇、浓硫酸 (体积比为1:3)(2)反应原理：CH3CH2OH CH2＝CH2↑ + H2O  有机副反应：2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3 + H2O        无机副反应：C2H5OH + 6H2SO4(浓)6SO2↑+ 2CO2↑+ 9H2O(3)发生装置：“l + l g”型 (铁架台、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、温度计、导管、集气瓶、水槽)(4)收集装置：排水法 (乙烯的收集方法不能用排空气法，因为乙烯的密度和空气接近，使收集的乙烯不纯净) (5)注意事项：①反应条件：170°C、浓H2SO4②浓硫酸的作用：催化剂和脱水剂③加入药品的顺序：碎瓷片无水乙醇浓硫酸，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碎瓷片的作用：防暴沸；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于170℃左右  (不能用水浴加热)⑥温度计的位置：温度计的水银球要插入反应混和液的液面以下，但不能接触瓶底，以便控制反应温度为1 70℃，因为需要测量的是反应物的温度。温度计要选用量程在200℃～300℃之间的为宜⑦在制取乙烯的反应中，浓硫酸不但是催化剂、脱水剂，也是氧化剂，在反应过程中易将乙醇氧化，最后生成CO2、C (因此试管中液体变黑)，而浓硫酸本身被还原成SO2，故制得的乙烯中混有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⑧若实验时，已开始给浓硫酸跟乙醇的混合物加热一段时间，忘记加碎瓷片，应先停止加热，冷却到室温后，在补加碎瓷片⑨反应物的用量：乙醇和浓硫酸体积比为1:3，且需要的量不要太多，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⑩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2、乙炔的实验室制法(1)反应原料：电石(CaC2)、饱和食盐水(2)反应原理：CaC2+2H2O→C2H2↑+Ca(OH)2   (注意不需要加热)副反应：CaS＋2H2OCa(OH)2＋H2S↑Ca3P2＋6H2O3Ca(OH)2＋2PH3↑         Ca3As2＋6H2O3Ca(OH)2＋2AsH3↑(3)发生装置：“S + lg”型     (不能用启普发生器)(4)收集装置：排水法或向下排空气法(5)注意事项①电石与水反应很剧烈，为了得到平稳的乙炔气流：   a、常用饱和氯化钠溶液代替水(减小浓度)；   b、分液漏斗控制流速；  c、导管口塞棉花，防止泡沫喷出②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  ③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？    a、反应放出的大量热，易损坏启普发生器  (受热不均而炸裂)    b、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3、苯与液溴的反应(1)反应原料：苯、纯溴、铁(2)反应原理：  (3)反应装置：“S + ll”型 (4)实验现象：剧烈反应，圆底烧瓶内液体微沸，烧瓶内充满大量红棕色气体；左侧导管口有棕色油状液体滴下，锥形瓶内的管口有白雾出现，溶液中出现淡黄色沉淀(5)尾气处理：用碱液吸收，一般用NaOH溶液，吸收HBr和挥发出来的Br2(6)注意事项：  ①溴应是纯溴(液溴)，而不是溴水；加入铁粉起催化作用，实际上起催化作用的是FeBr3  ②加药品的顺序：铁→苯→溴  ③伸出烧瓶外的导管要有足够长度，其作用是导出气体和充分冷凝逸出的苯和溴的蒸气 (目的是提高原料的利用率)  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导管口附近出现的白雾，是溴化氢遇空气中的水蒸气形成的氢溴酸小液滴  ⑥反应后的产物是什么？如何分离？纯净的溴苯是无色的液体，密度比水大，难溶于水，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)  ⑦AgNO3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，但是前提必须是在圆底烧瓶和锥形瓶之间增加一个CCl4的洗气瓶，吸收Br2(g)，防止对HBr检验的干扰 (若无洗气瓶，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)  ⑧在催化剂存在的作用下，苯也可以与其他卤素发生取代反应⑨苯能萃取溴水中的溴，萃取分层后水在下层，溴的苯溶液在上层，溴水是橙色的，萃取后溴的苯溶液一般为橙红色(溴水也褪色，但为萃取褪色)   4、乙酸的酯化反应(1)实验步骤：在试管中先加入3mL乙醇，然后边振荡试管边慢慢加入2 mL浓硫酸和2 mL冰醋酸，装好仪器，用酒精灯小心均匀地加热试管3~5 min。将产生的蒸气经导管通到饱和Na2CO3溶液的液面上，观察现象(2)反应装置：试管、烧杯、酒精灯                              (3)实验现象：试管中液体分层，饱和Na2CO3溶液的液面上有透明不溶于水的油状液体产生，并可以闻到果香味(4)反应的方程式：              (5)注意事项：①浓硫酸的作用是：催化剂、吸水剂(使平衡右移)，除去生成物中的水，使反应向生成物的方向移动，增大乙酸乙酯的产率②饱和Na2CO3溶液的作用：a、中和挥发出来的乙酸；b、溶解挥发出来的乙醇；c、降低乙酸乙酯在水中的溶解度，以便于分层，分液  ③加入碎瓷片的作用：防止暴沸④实验中药品的添加顺序：先乙醇再浓硫酸最后乙酸⑤实验中，乙醇过量的原因：提高乙酸的转化率⑥导气管伸到饱和碳酸钠溶液液面上的目的：防止倒吸⑦长导管作用：导气兼冷凝作用⑧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⑨在该反应中，为什么要强调加冰醋酸和无水乙醇，而不用他们的水溶液？    因为冰醋酸与无水乙醇基本不含水，可以促使反应向生成酯的方向进行⑩为什么刚开始加热时要缓慢？防止反应物还未来得及反应即被加热蒸馏出来，造成反应物的损失⑪该反应为可逆反应，试依据化学平衡移动原理设计增大乙酸乙酯产率的方法：a、小火均匀加热，保持微沸，加快反应速率、及时将产物乙酸乙酯蒸出以利于可逆反应向生成乙酸乙酯的方向移动b、浓硫酸作吸水剂除去生成物中的水，促使反应向生成物方向移动c、制取乙酸乙酯的实验同时还是一个简易的蒸馏装置，边反应边蒸馏，使生成物及时从反应体系中分离出去，也有利于试管内的反应向生成物方向进行  [作为反应容器的试管相当于蒸馏烧瓶，导管相当于冷凝管，不是用水冷却而是用空气冷却]5、苯的硝化反应(1)反应原料：苯、浓硝酸、浓硫酸(2)反应原理：(3)反应装置：铁架台、酒精灯、石棉网、烧杯、大试管、长玻璃导管、温度计(4)实验室制备硝基苯的主要步骤：  ①配制一定比例的浓硫酸与浓硝酸的混和酸，加入试管中  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  ③在55～60℃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)意事项：  ①试剂加入的顺序：先浓硝酸再浓硫酸→冷却到55～60℃，再加入苯(苯的挥发性)  ②步骤③中，为了使反应在55～60℃下进行，常用的方法是水浴加热  ③步骤④中粗产品用5％NaOH溶液洗涤的目的是除去混合酸  ④步骤④中洗涤、分离粗硝基苯应使用的仪器是分液漏斗  ⑤浓硫酸的作用：催化剂和吸水剂  ⑥纯硝基苯是无色、难溶于水、密度比水大，具有苦杏仁味气味的油状液体  ⑦硝基苯有毒，沾到皮肤上或它的蒸汽被人体吸收都能引起中毒。如果硝基苯的液体沾到皮肤上，应迅速用酒精擦洗，再用肥皂水洗净⑧需要空气冷却⑨使浓HNO3和浓H2SO4的混合酸冷却到50--60℃以下，这是为何： a、防止浓NHO3分解   b、防止混合放出的热使苯和浓HNO3挥发c、温度过高有副反应发生 (生成苯磺酸和间二硝基苯)  二、两大检验性实验1、卤代烃中卤素原子的检验方法(1)反应原料：卤代烃、NaOH溶液(2)反应原理：RX＋NaOHROH＋NaX(3)方法：在卤代烃中加入NaOH水溶液，加热，冷却后，加入稀硝酸中和溶液至酸性，再加入硝酸银溶液，如出现黄色沉淀，则卤代烃中含有I－离子；如出现浅黄色沉淀，则卤代烃中含有Br－离子；如出现白色沉淀，则卤代烃中含有Cl－离子(4)条件：NaOH水溶液，加热(5)注意：一定要先加入稀硝酸中和溶液至酸性，再加入硝酸银溶液，否则会出现氧化银褐色沉淀，而影响卤原子的检验2、糖类的性质实验(1)葡萄糖醛基的检验：此处与新制Cu(OH)2反应条件为直接加热(2)蔗糖水解及水解产物的检验①实验：这两支洁净的试管里各加入20％的蔗糖溶液1mL，并在其中一支试管里加入3滴稀硫酸(1:5)。把两支试管都放在水浴中加热5min。然后向已加入稀硫酸的试管中加入NaOH溶液，至溶液呈碱性。最后向两支试管里各加入2mL新制的银氨溶液，在水浴中加热3min~5min，观察现象②现象与解释：蔗糖不发生银镜反应，说明蔗糖分子中不含醛基，不显还原性蔗糖在稀硫酸的催化作用下发生水解反应的产物具有还原性性③注意事项：a、稀硫酸的作用：催化剂 b、关键操作：用NaOH中和过量的H2SO4(3)淀粉的水解及水解进程判断①水解方程式：(C6H10O5)n＋nH2O nC6H12O6淀粉                    葡萄糖②实验进程验证：a、如何检验淀粉的存在？碘水b、如何检验淀粉部分水解？变蓝、砖红色沉淀c、如何检验淀粉已经完全水解？不变蓝、砖红色沉淀(4)糖类的水解的比较 蔗糖淀粉纤维素催化剂H2SO4（1:5）H2SO4(20%)浓硫酸（90％）加热水浴加热直接加热小火微热检验水解完全 加碘水 检验水解产物先加NaOH先加NaOH先加NaOH再加检验试剂再加检验试剂再加检验试剂三、有机物的鉴别常用试剂1、有机物与溴水、酸性高锰酸钾溶液反应   烷烃烯烃炔烃苯苯的同系物醇酚醛羧酸酯溴水不褪色褪色褪色不褪色不褪色不褪色白色沉淀褪色不褪色不褪色酸性高锰酸钾不褪色褪色褪色不褪色褪色褪色褪色褪色不褪色不褪色2、有机物与Na、NaOH、Na2CO3、NaHCO3反应 醇酚羧酸与钠(Na)反应反应放出H2反应放出H2反应放出H2与氢氧化钠(NaOH)反应不反应反应反应与碳酸钠(Na2CO3)反应不反应反应，生成苯酚钠和NaHCO3反应放出CO2与碳酸氢钠(NaHCO3)反应不反应不反应反应放出CO23、能使溴水褪色的物质 (1)加成：烯烃、炔烃、裂化汽油等含碳碳双键或参键的物质(2)取代：苯酚(3)氧化：醛基－CHO、H2S、SO2(4)萃取：苯及其同系物作萃取剂，有色层在上层；四氯化碳作萃取剂，有色层在下层（酒精不能做萃取剂）4、能使酸性KMnO4溶液褪色的物质　　 (1)含碳碳双键或三键的烃及其烃的衍生物(2)苯的同系物(3)含羟基的物质：醇和酚(4)含有－CHO的物质、H2S、SO25、与新制Cu(OH)2悬浊液(斐林试剂)反应物质(1)沉淀消失呈蓝色透明溶液：甲酸、乙酸等(2)加热至沸生成红色沉淀：含－CHO的物质 (醛类、甲酸、甲酸某酯、甲酸盐、葡萄糖、麦芽糖)6、银镜反应的有机物(含有—CHO的物质)：醛、甲酸、甲酸盐、甲酸酯、葡萄糖、麦芽糖7、显色反应(1)FeCl3溶液：遇酚显紫色(2)浓硝酸：遇含苯环的蛋白质显黄色(3)碘I2：遇淀粉显蓝色8、指示剂(1)H＋：－COOH(2)OH－：苯酚钠溶液、乙酸钠溶液四、有机物的分离与提纯的方法1、洗气法：用于除去气体中的某些杂质气体，洗涤剂必须只能吸收杂质气体。如：实验室制取的乙炔中常混有H2S，乙烯中常混有SO2等，为了提纯乙炔和乙烯，通常可将其通入盛有NaOH溶液的洗气瓶以除去H2S，SO2。又如：如要除去甲烷中的乙烯或乙炔，可将其通入盛有溴水的洗气瓶2、蒸馏：适合于分离提纯能够相互溶解而各组分沸点有较大差距的液态混合物，蒸馏前，有时需加入某种试剂使混合物中的一成分转化成难挥发的物质。如：乙醇中的水，乙醇中的乙酸都可以在其中加入足量的新制生石灰，再将其蒸馏来除去。又如：苯中少量的苯酚、溴苯中溶有的少量溴均可用氢氧化钠溶液中和后再蒸馏出苯。3、分馏：分馏是蒸馏的一种特殊形式，它适用于多种组分溶解在一起的混合物，分馏得到的是一定沸点范围的多种馏分，如：石油分馏4、萃取：利用溶质在两种互不相溶的溶剂里的溶解度的不同，用一种溶剂把溶质从另一种溶剂中提取出来的方法。如：从溴水中提取溴，就可以加入苯或四氯化碳进行萃取5、(洗涤)分液法：适用于互不可相溶的液体混合物 (分液前要加入某种试剂使之分层)。如：除去乙酸乙酯中的乙酸可用饱和碳酸钠溶液洗涤后再分液。苯中少量的甲苯或二甲苯等均可用酸性高锰酸钾溶液洗涤后再分液来除去。如：苯中少量的苯酚、溴苯中溶有的少量溴均可用氢氧化钠溶液洗涤后再分液来除去。 6、渗析：用于精制胶体。如：除去淀粉溶液中的葡萄糖和NaCl，可将其装入半透膜袋里悬挂在流动的水中，葡萄糖分子及Na＋、Cl－等离子透过半透膜而进入水中。7、盐析：向油脂碱性水解后的产物中，加入食盐细粒，可使高级脂肪酸钠的溶解性减小而析出。盐析是个可逆过程  8、常见的除杂方法举例：混合物(括号内为杂质)除杂试剂分离方法化学方程式或离子方程式乙烷 (乙烯)   乙烯 (SO2、CO2)   乙炔 (H2S)   溴苯 (Br2)   溴苯 (苯)   硝基苯 (苯、酸)   乙醇 (水)   乙酸乙酯 (乙酸、乙醇)   乙醇 (乙酸)   乙酸 (乙醇)   苯 (苯酚)   苯 (甲苯)   苯酚 (苯甲酸)   苯 (苯甲酸)   乙酸 (乙醛)   乙醛 (乙酸)   甲醛 (甲酸)   淀粉 (NaCl溶液)   溴乙烷 (溴)   提取碘水中的碘   溴化钠溶液 (碘化钠)   提纯苯甲酸   肥皂 (甘油)   水 (溴)   提纯蛋白质   淀粉 (葡萄糖)   溴乙烷 (乙醇)                 五、有机实验的八项注意1、注意加热方式：有机实验往往需要加热，而不同的实验其加热方式可能不一样(1)酒精灯加热。酒精灯的火焰温度一般在400～500℃，所以需要温度不太高的实验都可用酒精灯加热。教材中用酒精灯加热的有机实验是：乙烯的制备实验、乙酸乙酯的制取实验、蒸馏石油实验、石蜡的催化裂化实验(2)酒精喷灯加热。酒精喷灯的火焰温度比酒精灯的火焰温度要高得多，所以需要较高温度的有机实验可采用酒精喷灯加热。教材中用酒精喷灯加热的有机实验是：煤的干馏实验(3)水浴加热。水浴加热的温度不超过100℃。教材中用水浴加热的有机实验有：银镜实验(包括醛类、糖类等的所有的银镜实验)、硝基苯的制取实验(水浴温度为60℃)、酚醛树酯的制取实验(沸水浴)、乙酸乙酯的水解实验(水浴温度为70℃～80℃)、糖类(包括二糖、淀粉和纤维素等)水解实验(热水浴)水浴加热的优点是：①反应器受热均匀；②适用于反应温度高于室温而低于100℃；③可避免由于反应物沸点低受热时未参加反应即脱离反应混合体系(4)用温度计测温的有机实验有：硝基苯的制取实验、乙酸乙酯的制取实验(以上两个实验中的温度计水银球都是插在反应液外的水浴液中，测定水浴的温度)、乙烯的实验室制取实验(温度计水银球插入反应液中，测定反应液的温度)、石油的蒸馏实验(温度计水银球应插在具支烧瓶支管口处，测定馏出物的温度)2、注意催化剂的使用 (1)硫酸做催化剂的实验有：乙烯的制取实验、硝基苯的制取实验、乙酸乙酯的制取实验、纤维素硝酸酯的制取实验、糖类(包括二糖、淀粉和纤维素)水解实验、乙酸乙酯的水解实验　其中前四个实验的催化剂为浓硫酸，后两个实验的催化剂为稀硫酸，其中最后一个实验也可以用氢氧化钠溶液做催化剂(2)铁做催化剂的实验有：溴苯的制取实验(实际上起催化作用的是溴与铁反应后生成的溴化铁)(3)氧化铝做催化剂的实验有：石蜡的催化裂化实验3、注意反应物的量：有机实验要注意严格控制反应物的量及各反应物的比例，如：乙烯的制备实验必须注意乙醇和浓硫酸的比例为1:3，且需要的量不要太多，否则反应物升温太慢，副反应较多，从而影响了乙烯的产率4、注意冷却：有机实验中的反应物和产物多为挥发性的有害物质，所以必须注意对挥发出的反应物和产物进行冷却。这些实验需要冷却的目的是减少反应物或生成物的挥发，既保证了实验的顺利进行，又减少了这些挥发物对人的危害和对环境的污染(1)需要冷水(用冷凝管盛装)冷却的实验：蒸馏水的制取实验、石油的蒸馏实验(2)用空气冷却(用长玻璃管连接反应装置)的实验：硝基苯的制取实验、酚醛树酯的制取实验、乙酸乙酯的制取实验、石蜡的催化裂化实验、溴苯的制取实验5、注意除杂：有机物的实验往往副反应较多，导致产物中的杂质也多，为了保证产物的纯净，必须注意对产物进行净化除杂。如：乙烯的制备实验"中乙烯中常含有 CO2和SO2等杂质气体，可将这种混合气体通入到浓碱液中除去酸性气体；再如：溴苯的制备实验"和"硝基苯的制备实验"，产物溴苯和硝基苯中分别含有溴和NO2，因此，产物可用浓碱液洗涤。6、注意搅拌：注意不断搅拌也是有机实验的一个注意条件。如：浓硫酸使蔗糖脱水实验(也称“黑面包”实验)(目的是使浓硫酸与蔗糖迅速混合，在短时间内急剧反应，以便反应放出的气体和大量的热使蔗糖炭化生成的炭等固体物质快速膨胀)；再如：乙烯制备实验中醇酸混合液的配制7、注意使用沸石(防止暴沸)需要使用沸石的有机实验：(1)实验室中制取乙烯的实验；(2)石油蒸馏实验8、注意尾气的处理：有机实验中往往挥发或产生有害气体，因此必须对这种有害气体的尾气进行无害化处理(1)如甲烷、乙烯、乙炔的制取实验中可将可燃性的尾气燃烧掉(2)溴苯的制取实验、硝基苯的制备实验中可用冷却的方法将有害挥发物回流六、熟悉有机物制取中的典型装置图1、反应装置                                          2、蒸馏装置七、有机物制备实验题的解题模板1、分析制备流程2、熟悉重要仪器3、找准答题思路根据题给信息，初步判定物质性质有机物制备中一般会给出相应的信息，通常会以表格的形式给出，表格中的数据主要是有机化合物的密度、沸点和在水中的溶解性，在分析这些数据时要多进行横向和纵向地比较，密度主要是与水比较，沸点主要是表中各物质的比较，溶解性主要是判断溶还是不溶。主要是根据这些数据选择分离、提纯的方法注意仪器名称和作用所给的装置图中有一些不常见的仪器，要明确这些仪器的作用，特别是无机制备实验中不常见的三颈圆底烧瓶、球形冷凝管等关注有机反应条件大多数有机反应副反应较多，且为可逆反应，因此设计有机物制备实验方案时，要注意控制反应条件，尽可能选择步骤少、副产物少的反应；由于副产物多，所以需要进行除杂、净化。另外，若为两种有机物参加的可逆反应，应考虑多加一些价廉的有机物，以提高另一种有机物的转化率和生成物的产率依据有机反应特点作答①有机物易挥发，反应中通常采用冷凝回流装置，以提高原料的利用率和产物的产率②有机反应通常都是可逆反应，且易发生副反应，因此常使价格较低的反应物过量，以提高另一反应物的转化率和产物的产率，同时在实验中需要控制反应条件，以减少副反应的发生③根据产品与杂质的性质特点，选择合适的分离提纯方法