第四節研究有機化合物的一般步驟和方法第1課時有機物的分離和提純一、研究有機化合物的基本步驟二、有機物的分離、提純1．蒸餾(1)用途：常用于分離、提純沸點不同的液態有機物。(2)適用條件①有機物熱穩定性較強；②有機物與雜質的沸點相差較大(一般約大于30_℃)。(3)實驗裝置(4)注意事項①溫度計水銀球應處于蒸餾燒瓶支管口處。②加碎瓷片的目的是防止暴沸。③冷卻水應從冷凝器的下口流入上口流出。2．重結晶(1)適用條件①重結晶是提純固態有機物的常用方法。②雜質在所選溶劑中溶解度很小或很大，易于除去。③被提純的有機物在所選溶劑中的溶解度，受溫度的影響較大；該有機物在熱溶液中的溶解度較大，在冷溶液中的溶解度較小，冷卻后易于結晶析出。(2)實驗儀器與操作步驟3．萃取(1)萃取原理①液—液萃取利用有機物在兩種互不相溶的溶劑中的溶解性不同，將有機物從一種溶劑轉移到另一種溶劑的過程。②固—液萃取用有機溶劑從固體物質中溶解出有機物的過程。(2)儀器：分液漏斗、燒杯、鐵架臺。(3)操作要求加萃取劑后充分振蕩，靜置分層后，打開分液漏斗活塞，從下口將下層液體放出，并及時關閉活塞，上層液體從上口倒出。探究點一物質的分離和提純1．物質的分離和提純的目的(1)物質的分離：把混合物中的各種物質逐一分開，得到各純凈物，分開以后的各物質應該盡量減少損失；各組分要盡量純凈。(2)物質的提純：將某物質中的雜質，采用物理或化學方法除掉的過程；提純也稱除雜。它和分離的主要區別在于除掉的雜質可以不進行恢復。2．物質的性質與分離、提純方案的選擇(1)根據物質的溶解性差異，可選用結晶、過濾的方法將混合物分離。(2)根據物質的沸點差異，可選用蒸餾的方法將互溶性液體混合物分離。(3)根據物質在不同溶劑中的溶解性的差異，用萃取的方法把溶質從溶解性小的溶劑中轉移到溶解性較大的溶劑中。(4)根據混合物中各組分的性質可采用加熱、調節pH、加入適當的試劑等方法，使某種成分轉化，再用物理方法分離而除去。混合物的分離與提純，重在理解物質的性質，并根據性質考慮所采取的方法。一般應注意：①先考慮是否能用物理方法分離與提純，再考慮用化學方法分離與提純。②認真分析被提純物質的性質，選擇的試劑應只和雜質反應，而不與主要物質反應。3．有機物分離、提純的常用方法1．重結晶實驗中，溫度越低，苯甲酸的溶解度越小，為了得到更多的苯甲酸晶體，是不是結晶時的溫度越低越好？提示：不是。溫度過低，雜質的溶解度也會降低，部分雜質也會析出，達不到提純苯甲酸的目的。2．當互溶的兩種液態有機物中各組分的沸點相差較小時如何處理？提示：最好將混合物“預處理”，一般先將其中的一種物質轉化為不揮發的鹽類化合物，再進行蒸餾。比如乙醇中混有乙酸，可先加生石灰，將乙酸轉化為乙酸鈣再蒸餾。3．冷凝管是蒸餾操作中的重要儀器。在實驗操作中冷水的通入、停止與加熱的先后關系是什么？冷凝管中冷卻水的流向是什么？提示：實驗開始時，應先通冷卻水，后點燃酒精燈。實驗結束時應先熄滅酒精燈(注意不能蒸干，應在蒸餾燒瓶內還有少量液體時停止)，等蒸餾燒瓶恢復至室溫時停止通入冷卻水。冷凝管中冷卻水的流動方向一般是進水口在下，出水口在上(低口進，高口出)，冷卻水的流動方向與需要冷卻的蒸氣的方向相反，冷卻效果好。【例1】現有一瓶甲和乙的混合液，已知甲和乙的某些性質如表：由此推知分離甲和乙的最佳方法是()A．萃取法 B．升華法C．蒸餾法 D．分液法【思路分析】解答本題的依據是表格中的數據：【解析】這兩種有機物常溫下呈液態，故不能用升華法分離，B項錯誤；甲、乙兩物質均為有機物，能夠互溶，且均溶于水，所以不能用分液法和萃取法，A項和D項錯誤；根據表格中的沸點數據，應采用蒸餾法，C項正確。【答案】C現有三組混合液體：①乙酸乙酯和乙酸鈉溶液；②乙醇和己醇；③碘化鈉和單質碘的水溶液。分離以上混合液的正確方法依次是(C)A．蒸餾、萃取、分液 B．分液、萃取、蒸餾C．分液、蒸餾、萃取 D．萃取、蒸餾、分液解析：①因為乙酸乙酯不溶于水而CH3COONa可溶于水，所以用分液的方法分離；②乙醇和己醇互溶，但沸點不同，故可以用蒸餾法分離；③NaI可溶于水，I2也部分溶于水，但I2更易溶于有機溶劑，所以可以用有機溶劑萃取I2。探究點二常見有機物的分離方法有機物的分離方法：依據有機物的水溶性、互溶性以及酸堿性等，可選擇不同的分離方法達到分離、提純的目的。在進行分離操作時，通常根據有機物的沸點不同進行蒸餾或分餾；根據物質的溶解性不同，采取萃取、重結晶或過濾的方法。有時，也可采用水洗、酸洗或堿洗的方法進行提純操作。常見有機物的提純方法如下表所示(括號內為雜質)。依據被提純物質的性質，選擇適當的物理方法和化學方法可以解決有機物的分離提純問題。在分離和提純時要注意以下幾點：①除雜試劑需過量；②過量試劑需除盡；③除去多種雜質時要考慮加入試劑的順序。【例2】下列實驗中，所采取的分離方法與對應原理都正確的是()【思路分析】本題考查物質的分離提純，意在考查學生運用有關原理解決問題的能力。【解析】乙醇與水互溶，不能作萃取劑，A錯誤。乙酸乙酯與乙醇互溶，不能用分液的方法分離，B錯誤。除去硝酸鉀中的氯化鈉可用重結晶的方法，是由于氯化鈉在水中的溶解度受溫度變化的影響較小，故C錯誤。乙醚和丁醇互溶，但沸點差別較大，可用蒸餾的方法進行分離，D正確。【答案】D除去下列物質內所含的雜質(括號內的物質)，所選用的試劑不正確的是(A)A．乙酸(苯甲酸)：NaOH溶液B．甲烷(乙烯)：溴水C．苯(苯甲酸)：NaOH溶液D．乙炔(硫化氫)：亞硫酸鈉酸性溶液解析：A項，乙酸和苯甲酸都能與NaOH反應而溶于該溶液，因此A錯誤；B項，可以通過溴水，乙烯與溴水發生加成反應，從而除去了乙烯；C項，苯甲酸溶于NaOH溶液而除去；D項，通過亞硫酸鈉酸性溶液，硫化氫與亞硫酸鈉反應生成了硫，從而除去。1．下列各組液體混合物，可以用分液漏斗分離的是(B)A．乙醇和水 B．溴乙烷和水C．溴乙烷和氯仿 D．苯和溴苯解析：可用分液漏斗分離的液體應互不相溶，A、C、D三項中的兩種物體可以互溶，B項中的兩種物質互不相溶，可用分液漏斗分離。2．將CH3CHO(易溶于水，沸點為20.8℃的易揮發性液體)和CH3A．加熱蒸餾B．加入Na2CO3后，通過萃取的方法分離C．加入燒堿溶液之后蒸出乙醛，再加入濃硫酸，蒸出乙酸D．和Na反應后進行分離解析：盡管乙醛沸點僅為20.8℃，而乙酸沸點為117.93．下列有關苯甲酸重結晶實驗的說法錯誤的是(A)A．溶解粗苯甲酸的過程中，加熱、玻璃棒攪拌均能提高苯甲酸的溶解度B．苯甲酸溶解時，若加水加熱后仍有不溶物，說明該不溶物是不溶性雜質C．過濾時，趁熱過濾可防止苯甲酸晶體提前析出D．冷卻結晶時，溫度過低雜質將析出，故此時溫度不是越低越好解析：加熱能提高苯甲酸的溶解速率，也能提高苯甲酸的溶解度，但攪拌只能提高溶解速率，不能改變溶解度。4．下列除去括號內雜質的有關操作方法正確的是(B)①CO2(SO2)：飽和NaHCO3溶液，洗氣②KCl(AlCl3)：氨水，過濾③乙酸乙酯(乙酸)：乙醇和濃硫酸④水(碘)：酒精，萃取分液⑤苯(甲苯)：分餾A．①②③ B．①⑤C．②④ D．③④⑤5．按以下實驗方案可從海洋動物柄海鞘中提取具有抗腫瘤活性的天然產物。下列說法錯誤的是(C)A．步驟(1)需要過濾裝置B．步驟(2)需要用到分液漏斗C．步驟(3)需要用到坩堝D．步驟(4)需要蒸餾裝置解析：步驟(1)的操作應為過濾，需要過濾裝置；步驟(2)分液得到水層和有機層，需用到分液漏斗；步驟(3)的操作應為蒸發結晶，需用蒸發皿而不是坩堝；步驟(4)從有機層中分離出甲苯需用蒸餾的方法。6．以下實驗能獲得成功的是(D)A．用KMnO4酸性溶液鑒別乙烯和乙醇B．將乙烷與溴水混合光照制溴乙烷C．苯和硝基苯的混合物采用分液的方法分離D．可用CCl4萃取碘水中的碘解析：乙烯和乙醇均能使高錳酸鉀酸性溶液褪色，無法鑒別二者，A錯。應用乙烯和HBr加成制備溴乙烷，B錯。苯和硝基苯互溶，不能直接分液，C錯。7．選擇下列實驗方法分離物質，將分離提純方法的序號填在橫線上。A．萃取分液B．升華C．重結晶D．分液E．蒸餾F．過濾G．洗氣(1)F分離飽和食鹽水與沙子的混合物；(2)CF從硝酸鉀和氯化鈉的混合溶液中獲得硝酸鉀；(3)D分離水和汽油的混合物；(4)E分離CCl4(沸點為76.75℃)和甲苯(沸點為110.6(5)G除去混在乙烷中的乙烯。(6)A提取碘水中的碘。解析：沙子不溶于食鹽水，采用過濾的方法即可分離；硝酸鉀在水中的溶解度隨溫度升高明顯增大而NaCl在水中的溶解度受溫度影響不大，采用重結晶法和過濾可將其分離；水和汽油互不相溶，分層，可用分液法進行分離；CCl4和甲苯兩種互溶的液體，沸點差大于30℃8．現擬分離乙酸乙酯、乙酸、乙醇的混合物，下面是分離操作步驟流程圖。圖中圓括號內表示需要加入的適當試劑，方括號內表示適當的分離方法，方框內的字母表示所分離的有關物質(主要物質)的名稱。請根據圖示，回答下列問題。已知：各物質的沸點：乙酸乙酯77.1℃，乙醇78.5℃，乙酸(1)分離方法：①是分液，②是蒸餾，③是蒸餾。(2)試