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文檔簡介

1、精選優質文檔-傾情為你奉上有機實驗習題答案實驗1 常壓蒸餾1 為什么蒸餾瓶所盛液體的量一般不超過容積的2/3,也不少于1/3?(多于2/3,易濺出;少于1/3,相對多的蒸汽殘留在燒瓶中,收率低)2 溫度計水銀球應處于怎樣的位置才能準確測定液體的沸點,畫出示意圖;水銀球位置的高低對溫度讀數有什么影響?(參見圖2-2,溫度計水銀球處于氣液平衡的位置。位置高,水銀球不易充分被餾出液潤濕,沸點偏低,位置低,直接感受熱源的溫度,結果偏高。)3 為什么蒸餾時最好控制餾出液的速度為12 滴/秒? (保持氣液平衡)4 如果加熱后發現未加沸石,應如何處理?如果因故中途停止蒸餾,重新蒸餾時,應注意什么?(停止加熱

2、,稍冷,再補加沸石。重新蒸餾時,一定要補加沸石,原來的沸石表面的空隙已充滿液體而失效)5 如果某液體具有恒定的沸點,能否認為該液體一定是純凈的物質?你提純得到的乙醇是純凈物嗎? (不一定,可能是恒沸物;蒸餾得到的乙醇不是純凈物,是恒沸物,參見附錄5)6 在蒸餾過程中,火大小不變,為什么蒸了一段時間后,溫度計的讀數會突然下降?這意味著什么?(瓶中的蒸氣量不夠,意味著應停止蒸餾或者某一較低沸點的組分已蒸完。)7 蒸餾低沸點或易燃液體時,應如何防止著火?(嚴禁用明火加熱。收集瓶中的蒸氣應用橡皮管引入桌下、水槽或室外。參見P50 圖2-3)實驗2 水蒸氣蒸餾1 應用水蒸氣蒸餾的化合物必須具有哪些條件?

3、水蒸氣蒸餾適用哪些情況?(參見“二)2 指出下列各組混合物能否采用水蒸氣蒸餾法進行分離。為什么?(1)乙二醇和水; (2)對二氯苯和水 (對二氯苯和水可以用水蒸氣蒸餾分開)3 為什么水蒸氣蒸餾溫度總是低于100?(因當混合物中各組分的蒸氣壓總和等于外界大氣壓時,混合物開始沸騰)4 簡述水蒸氣蒸餾操作程序。(當氣從T形管沖出時,先通冷凝水,再將螺旋夾G夾緊,使水蒸氣通入D,參見圖2-7;結束時,先打開螺旋夾G使體系和大氣相通,方可停止加熱)。5 如何判斷水蒸氣蒸餾可以結束?(當蒸餾液澄清透明時,一般即可停止蒸餾。)6 若安全管中水位上升很高,說明什么問題,如何處理? (蒸餾系統阻塞,常見于插入燒

4、瓶中的導管被固體物質堵塞。先打開T形管螺旋夾,再停止加熱。)7 水蒸氣蒸餾時,燒瓶內液體的量最多為多少?(燒瓶容積的1/3)實驗3 乙酸乙酯萃取苯酚1實驗室現有一混合物的乙醚溶液待分離提純。已知其中含有甲苯、苯胺和苯甲酸。請查閱物理常數,選擇合適的溶劑,設計合理方案從混合物中經萃取分離、純化得到純凈甲苯、苯胺、苯甲酸。物理常數:分子量狀態熔點/沸點/比重溶解性甲苯92.15無色液體-95110.60.8669與無水乙醇混溶與醚和苯混溶苯 胺93.12淺黃色液體6.1184.41.022乙醇,乙醚,丙酮,苯,石油醚苯甲酸122.12白色固體122.132491.2659乙醇,乙醚,丙酮,苯,氯仿

5、提示:分別用鹽酸萃取苯胺,用氫氧化鈉萃取苯甲酸,而甲苯留于乙醚中,作進一步分離。再分別用氫氧化鈉和鹽酸置換出苯胺和苯甲酸,作進一步分離。(可計算出所用酸堿的量)。2使用分液漏斗的目的是什么?使用時要注意什么?(從液相中萃取有機物或洗滌雜質;使用時應注意事項:參見“五”。)3用乙醚萃取水中的有機物時,要注意哪些事項?(乙醚的沸點很低易揮發,且具有麻醉作用,應注意:附近不要有明火,防止火災;及時放氣,防止沖料;醚層放入錐形瓶并塞好;干燥醚層時,應用手護著瓶塞,否則塞子會被沖掉而打破;所有操作在通風柜進行)實驗4 混合物的分離提純1 此三組分離實驗中利用了什么性質?在萃取過程中各組分發生的變化是什么

6、?寫出分離流程圖。(物質的酸堿性,流程圖見上)。2 乙醚作為一種常用的萃取劑,其優缺點是什么? (優點:沸點不高易除去,價格適宜,對有機物的溶解性好。缺點:易燃易爆,易揮發,萃取后常帶有一定量的水,有一定的麻醉性。)3 若用下列溶劑萃取水溶液,它們將在上層還是下層? 乙酸乙酯,氯仿,己烷,苯。 (上層:乙醚,己烷,苯。下層:氯仿)。實驗5 重結晶與熔點測定1 活性炭為什么要在固體物質全部溶完后加入?又為何不能在溶液沸騰時加入?(便于觀察固體全溶解,防止暴沸)2 抽氣過濾收集晶體時,為什要先打開安全瓶的活塞再關水泵?(防止倒流)3 用有機溶劑重結晶時,容易著火,溶劑容易揮發,如何防止?(水浴加熱

7、,回流裝置)4 在布式漏斗中用溶劑洗滌固體時應注意些什么?(停止抽濾,小心松動晶體,加少量、冷的溶劑使晶體潤濕,再抽濾,如此反復2-3次。)5 下列情況對結果有什么影響A 加熱太快(偏高)B 樣品不細裝得不緊(傳熱不好,偏高)C 樣品管粘貼在提勒管壁上(偏低,中部的浴液溫度較高)D 毛細管壁太厚(傳熱不好,偏高)E 毛細管不潔凈(偏低,有雜質)F 樣品未完全干燥或含有雜質(偏低)6 兩樣品的熔點都為150,以任何比例混合后測得的熔點仍為150,說明什么?(同一物)7 提勒管法測熔點時,為什么要使用開口木塞?(與大氣相通)8 測過的樣品能否重測?(不能,可能晶形發生了改變或分解)9 熔距短是否就

8、一定是純物質?(一般是。若樣品的組成與最低共熔點的組成相同時,熔點也很敏銳,不過這種情況很少)1下列情況對結果有什么影響A加熱太快(偏高)B樣品不細裝得不緊(傳熱不好,偏高)C樣品管粘貼在提勒管壁上(偏低,中部的浴液溫度較高)D毛細管壁太厚(傳熱不好,偏高)E毛細管不潔凈(偏低,有雜質)F樣品未完全干燥或含有雜質(偏低)2兩樣品的熔點都為150,以任何比例混合后測得的熔點仍為150,這說明什么?(同一物)3提勒管法測熔點時,為什么要使用開口木塞?(與大氣相通,同時便于觀察溫度計在軟木塞內的刻度讀數)4測過的樣品能否重測?(不能,可能晶形發生了改變或分解)5熔距短是否就一定是純物質?(一般是。若

9、樣品的組成與最低共熔點的組成相同時,熔點也很敏銳,不過這種情況很少)實驗6 乙酰苯胺的制備1 本實驗采取哪些措施以提高轉化率?(加入過量的冰醋酸;不斷分餾出生成的水;加入少量的鋅粉,以防止反應過程中苯胺被氧化)。2 為什么分餾出水之前要小火加熱,保持微沸15分鐘?(生成一定量的產物,同時產生一定量的水,便于分餾)。3 若本反應的產率為85%,如果要制備10 g乙酰苯胺,苯胺的用量是多少?(8.1g)4 若由苯胺制備對硝基苯胺,通常先將苯胺轉化為乙酰苯胺,再硝化,最后水解,為什么? (因直接硝化,苯胺會被氧化,轉化為乙酰苯胺以保護氨基)5 為什么用分餾裝置比蒸餾裝置效果好?(分餾裝置便于蒸餾出沸

10、點差別不大的組分,蒸出水而不夾帶更多的乙酸)6 分餾時實際上收集的液體比理論上應產生的少要多,為什么?(因除水外,還有乙酸)7 苯胺是堿而乙酰苯胺不是,解釋這種差異。(后者因氮原子未共用電子對與羰基p-共軛,電子云向羰基氧偏移,降低其接受質子的能力)。 實驗7 正溴丁烷的制備1 加料時,為什么不可以先使溴化鈉與濃硫酸混合,然后加入正丁醇和水?答:不行。因為:將激烈反應產生溴和二氧化硫。2 反應后的粗產物可能含有哪些雜質?各步洗滌的目的何在?答:反應完后可能含有雜質為:正丁醇 、正丁醚、溴、溴化氫、硫酸、硫酸氫鈉和水。蒸出的初產物中可能含有的雜質為:正丁醇 、正丁醚、溴、溴化氫、水。各步洗滌目的

11、:1 水洗除大部分的溴、溴化氫和正丁醇2 濃硫酸洗去正丁醚和殘余正丁醇(形成質子化的醚和醇而溶于過量的硫酸)3 水洗除硫酸4 用NaHCO3洗除殘余的硫酸5 最后用水洗除NaHSO4與過量的NaHCO3等殘留物濃硫酸洗時要用干燥分液漏斗的目的:防止降低硫酸的濃度,影響洗滌效果。3 回流加熱后反應瓶中的內容物呈紅棕色,這是什么緣故?蒸餾出粗正溴丁烷后,殘余物應趁熱倒入回收瓶中,何故?答:氫溴酸被硫酸氧化生成的溴;硫酸氫鈉固體析出,不便清洗。4 本實驗的產品經氣相色譜分析,常含有1%2%的2-溴丁烷,而原料中經檢測并沒有2-丁醇,如何解釋?答:該反應主要按SN2機理進行,同時,也伴隨極少一部分反應

12、物按SN1機理進行,經過碳正離子的重排而生成少量2-溴丁烷。此外,在硫酸存在下,正丁醇脫水生成丁烯,后者與氫溴酸發生加成反應生成2-溴丁烷。5 若本實驗產物的IR圖譜中3000cm-1以上有吸收峰,你認為產品中可能含有什么雜質? 答:可能殘留正丁醇和水(OH伸縮振動的吸收)。實驗8苯亞甲基苯乙酮的制備1為什么本實驗的主要產物不是苯乙酮的自身縮合或苯甲醛的Cannizzaro反應? 答: 苯乙酮的自身縮合的空間位阻比較大;苯甲醛發生Cannizzaro反應須在更高濃度的堿(40%NaOH)中進行。2本實驗中如何避免副反應的發生?答:先將苯乙酮與堿混合,控制低溫,防止苯乙酮的自身縮合;采取控溫滴加

13、與攪拌,有利于發生交叉羥醛縮合而防止苯甲醛的岐化。 3本實驗中,苯甲醛與苯乙酮加成后為什么不穩定并會立即失水?答:生成的反式烯烴穩定,或者說亞甲基氫受羰基和羥基的影響比較活潑,易于消除。實驗9 乙酸正丁酯的制備1 本實驗用什么方法提高轉化率的? 答:利用分水器將生成的水不斷從反應體系中移走,或者加入過量的反應物之一:乙酸。2 反應結束時,混合物中有哪些雜質?這些雜質是如何除去的?答:混合物中有哪些雜質:催化劑硫酸,未反應的少量乙酸、正丁醇,水,也可能有極少量的醚和烯;用水洗去大量酸和少量醇,用碳酸鈉溶液洗去殘留的酸。用蒸餾法進一步提純。3 為什么洗滌粗品時不用NaOH溶液?答:堿性太強,可能會

14、有部分酯的水解。4 比較兩種方法所用的實驗裝置和試劑用量有何不同。哪種方法更好? 答:分水回流法更好:因為原料未過量,硫酸用量少,反應時間較短,產物純度高(硫酸用量少,副產物少,未反應的正丁醇少)。酯化方法反應時間前餾分主餾分沸程/ 質量/g 酯含量/g沸程/ 質量/g 酯含量/g分水回流法40分鐘123124 1.1 94.2124125 9.1 97.7直接回流法40分鐘117114 5.1 81.8124125 3.5 92.6實驗10 2-甲基-2-己醇的制備1.寫出溴化正丁基鎂與下列化合物作用的反應式,包括反應混合物經酸分解步驟。(1)二氧化碳 (2)乙醛 (3)苯甲酸乙酯2.市售的

15、無水乙醚通常含有少量乙醇和水,如果用這種乙醚,對格氏試劑的生成有什么影響?解釋原因。答:因它們含活潑氫,會分解格氏試劑。3.本實驗各步驟均為放熱反應,如何控制反應平穩進行?答:待反應液充分冷卻以后,小心控制試劑的滴加速度。4.實驗中正溴丁烷與乙醚的混合液加入過快有何不好?答:可能沖料,同時可能形成較多的偶聯副產物5.實驗中有哪些可能的副反應?應如何避免? 答: RMgX + H2O RH + Mg(OH)X 2 RMgX + O2 2ROMgXRMgX + ROH RH + ROMgX RMgX + RX R-R + MgX2 (偶聯反應)RMgX + CO2 RCO2MgX 由于格氏試劑化學

16、性質活潑,反應體系應避免有水、氧氣和二氧化碳的存在,因此實驗前所用的儀器應全部干燥,試劑要經過嚴格無水處理。實驗11 苯甲醇和苯甲酸的制備1在Cannizzaro反應中用的醛和在羥醛縮合反應中所用醛的結構有何不同?答:Cannizzaro反應中用的醛沒有-氫,而羥醛縮合反應中所用醛有-氫。2本實驗中兩種產物是根據什么原理來分離提純的? 醚層各步洗滌的目的是什么? 答:苯甲醇難溶于水而易溶于乙醚,苯甲酸鹽易溶于水而苯甲酸難溶于水。用飽和亞硫酸氫鈉溶液洗滌未反應的苯甲醛;碳酸鈉溶液洗滌殘留的亞硫酸氫鈉和未完全中和的苯甲酸,用水洗殘留的碳酸鈉。3乙醚萃取后的水溶液,用濃鹽酸酸化時為什么要酸化到至pH

17、 23?若不用試紙檢測,怎樣判斷酸化已經適當?答:因為苯甲酸的pKa為4.12,根據緩沖溶液公式,若酸化至pH為4左右,酸和鹽的濃度相當,進一步酸化至23,鹽的濃度接近1%。若不用試紙檢測,可觀察是否有新的沉淀生成。4. 寫出下列化合物在濃堿存在下發生Cannizzaro反應的主要產物?(分子內的歧化更易發生)實驗12 肉桂酸的制備1. 在制備中,回流完畢后加入Na2CO3,使溶液呈堿性,此時溶液中有幾種化合物,各以什么形式存在?(肉桂酸鹽,苯甲醛,乙酸鈉,苯乙烯聚合物等)2水蒸氣蒸餾前,如果用氫氧化鈉溶液代替碳酸鈉堿化有什么不好?(堿性太強,會使未反應的苯甲醛發生歧化生成苯甲酸鈉和苯甲醇)3

18、.用水蒸氣蒸餾除去什么?能不能不用水蒸氣蒸餾?(水蒸氣蒸餾除去未反應的苯甲醛;也可用有機溶劑萃取,但與焦狀物分離可能不如前者)實驗13 2-硝基-1,3-苯二酚的制備1為么不能直接硝化,而要先磺化? (否則,間苯二酚會被硝酸氧化)2為什么在水蒸氣蒸餾前,要除去過量的硝酸?(否則,殘留的硝酸會進一步硝化生成多硝基化合物,也可能氧化產物)3本實驗產率低(10%左右,文獻報道為3035%),為什么?(因為間苯二酚很容易氧化,此外,因空間效應使得進入2位困難)實驗14 安息香的輔酶合成法1安息香縮合、羥醛縮合、歧化反應有何不同?答:芳香醛在氰化鈉(鉀)或VB1作用下,分子間發生縮合反應生成-羥酮,稱為

19、安息香縮合反應;有-氫的或酮在稀堿作用下自身或交叉發生分子間的親核加成得-羥基醛或酮的反應稱為羥醛(酮)縮合反應;沒有-氫醛在濃堿作用下發生歧化得一分子醇和一分子羧酸叫Cannizzaro反應。2為什么加入苯甲醛后,反應混合物的pH要保持910左右?溶液pH過低有什么不好? 答:pH要保持910,有利于產生噻唑環碳負離子,pH過低,堿性不夠,難于產生碳負離子,pH太高,堿性太強,噻唑環會被破壞。二苯乙二酮的制備1.冰乙酸的作用是什么? (酸性環境,有利于弱氧化劑的氧化)2.加40ml水的作用是什么?(有利于產品的分離,乙酸和三氯化鐵均溶于水)3. 在方法二中,兩次用到TLC,目的分別是什么?如何利用Rf來鑒定化合物?(第一次是跟蹤反應,第二次是鑒定產品的純度;與標準品對照作薄層色譜,比較Rf值)。4.二苯乙二酮的IR譜圖有什么特征? (1700cm1附近有羰基的伸縮振動吸收;大于30000cm1附近有苯環C-H伸縮振動,14601600與芳環的骨架振動

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