有機(jī)實(shí)驗(yàn)習(xí)題答案

有機(jī)實(shí)驗(yàn)習(xí)題答案實(shí)驗(yàn)1常壓蒸餾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(duì)多的蒸汽殘留在燒瓶中，收率低）溫度計(jì)水銀球應(yīng)處于怎樣的位置才能準(zhǔn)確測(cè)定液體的沸點(diǎn)，畫出示意圖；水銀球位置的高低對(duì)溫度讀數(shù)有什么影響？（參見圖2-2，溫度計(jì)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(rùn)濕，沸點(diǎn)偏低，位置低，直接感受熱源的溫度，結(jié)果偏高。）為什么蒸餾時(shí)最好控制餾出液的速度為1～2滴/秒？（保持氣液平衡）如果加熱后發(fā)現(xiàn)未加沸石，應(yīng)如何處理？如果因故中途停止蒸餾，重新蒸餾時(shí)，應(yīng)注意什么？（停止加熱，稍冷，再補(bǔ)加沸石。重新蒸餾時(shí)，一定要補(bǔ)加沸石，原來的沸石表面的空隙已充滿液體而失效）如果某液體具有恒定的沸點(diǎn)，能否認(rèn)為該液體一定是純凈的物質(zhì)？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）在蒸餾過程中，火大小不變，為什么蒸了一段時(shí)間后，溫度計(jì)的讀數(shù)會(huì)突然下降？這意味著什么？（瓶中的蒸氣量不夠，意味著應(yīng)停止蒸餾或者某一較低沸點(diǎn)的組分已蒸完。）蒸餾低沸點(diǎn)或易燃液體時(shí)，應(yīng)如何防止著火？（嚴(yán)禁用明火加熱。收集瓶中的蒸氣應(yīng)用橡皮管引入桌下、水槽或室外。參見P50圖2-3）實(shí)驗(yàn)2水蒸氣蒸餾應(yīng)用水蒸氣蒸餾的化合物必須具有哪些條件？水蒸氣蒸餾適用哪些情況？（參見“二）指出下列各組混合物能否采用水蒸氣蒸餾法進(jìn)行分離。為什么？（1）乙二醇和水； （2）對(duì)二氯苯和水（對(duì)二氯苯和水可以用水蒸氣蒸餾分開）為什么水蒸氣蒸餾溫度總是低于100℃？（因當(dāng)混合物中各組分的蒸氣壓總和等于外界大氣壓時(shí)，混合物開始沸騰）簡(jiǎn)述水蒸氣蒸餾操作程序。（當(dāng)氣從T形管沖出時(shí)，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(jié)束時(shí)，先打開螺旋夾G使體系和大氣相通，方可停止加熱）。如何判斷水蒸氣蒸餾可以結(jié)束？（當(dāng)蒸餾液澄清透明時(shí)，一般即可停止蒸餾。）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(tǒng)阻塞，常見于插入燒瓶中的導(dǎo)管被固體物質(zhì)堵塞。先打開T形管螺旋夾，再停止加熱。）水蒸氣蒸餾時(shí)，燒瓶?jī)?nèi)液體的量最多為多少？（燒瓶容積的1/3）實(shí)驗(yàn)3乙酸乙酯萃取苯酚1．實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)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(qǐng)查閱物理常數(shù)，選擇合適的溶劑，設(shè)計(jì)合理方案從混合物中經(jīng)萃取分離、純化得到純凈甲苯、苯胺、苯甲酸。物理常數(shù)：分子量狀態(tài)熔點(diǎn)/℃沸點(diǎn)/℃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(jìn)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(jìn)一步分離。(可計(jì)算出所用酸堿的量)。2．使用分液漏斗的目的是什么？使用時(shí)要注意什么？（從液相中萃取有機(jī)物或洗滌雜質(zhì)；使用時(shí)應(yīng)注意事項(xiàng)：參見“五”。）3．用乙醚萃取水中的有機(jī)物時(shí)，要注意哪些事項(xiàng)？（乙醚的沸點(diǎn)很低易揮發(fā)，且具有麻醉作用，應(yīng)注意：附近不要有明火，防止火災(zāi)；及時(shí)放氣，防止沖料；醚層放入錐形瓶并塞好；干燥醚層時(shí)，應(yīng)用手護(hù)著瓶塞，否則塞子會(huì)被沖掉而打破；所有操作在通風(fēng)柜進(jìn)行）實(shí)驗(yàn)4混合物的分離提純此三組分離實(shí)驗(yàn)中利用了什么性質(zhì)？在萃取過程中各組分發(fā)生的變化是什么？寫出分離流程圖。（物質(zhì)的酸堿性，流程圖見上）。乙醚作為一種常用的萃取劑，其優(yōu)缺點(diǎn)是什么？（優(yōu)點(diǎn)：沸點(diǎn)不高易除去，價(jià)格適宜，對(duì)有機(jī)物的溶解性好。缺點(diǎn)：易燃易爆，易揮發(fā)，萃取后常帶有一定量的水，有一定的麻醉性。）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(shí)驗(yàn)5重結(jié)晶與熔點(diǎn)測(cè)定活性炭為什么要在固體物質(zhì)全部溶完后加入？又為何不能在溶液沸騰時(shí)加入？（便于觀察固體全溶解，防止暴沸）抽氣過濾收集晶體時(shí)，為什要先打開安全瓶的活塞再關(guān)水泵？（防止倒流）用有機(jī)溶劑重結(jié)晶時(shí)，容易著火，溶劑容易揮發(fā)，如何防止？（水浴加熱，回流裝置）在布式漏斗中用溶劑洗滌固體時(shí)應(yīng)注意些什么？（停止抽濾，小心松動(dòng)晶體，加少量、冷的溶劑使晶體潤(rùn)濕，再抽濾，如此反復(fù)2-3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(duì)與羰基p-π共軛，電子云向羰基氧偏移，降低其接受質(zhì)子的能力）。實(shí)驗(yàn)7正溴丁烷的制備加料時(shí)，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?yàn)椋簩⒓ち曳磻?yīng)產(chǎn)生溴和二氧化硫。反應(yīng)后的粗產(chǎn)物可能含有哪些雜質(zhì)？各步洗滌的目的何在？答：反應(yīng)完后可能含有雜質(zhì)為：正丁醇、正丁醚、溴、溴化氫、硫酸、硫酸氫鈉和水。蒸出的初產(chǎn)物中可能含有的雜質(zhì)為：正丁醇、正丁醚、溴、溴化氫、水。各步洗滌目的：水洗除大部分的溴、溴化氫和正丁醇濃硫酸洗去正丁醚和殘余正丁醇（形成質(zhì)子化的醚和醇而溶于過量的硫酸）水洗除硫酸用NaHCO3洗除殘余的硫酸最后用水洗除NaHSO4與過量的NaHCO3等殘留物濃硫酸洗時(shí)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?；亓骷訜岷蠓磻?yīng)瓶中的內(nèi)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(yīng)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。本實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)品經(jīng)氣相色譜分析，常含有1%~2%的2-溴丁烷，而原料中經(jīng)檢測(cè)并沒有2-丁醇，如何解釋？答：該反應(yīng)主要按SN2機(jī)理進(jìn)行，同時(shí)，也伴隨極少一部分反應(yīng)物按SN1機(jī)理進(jìn)行，經(jīng)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(fā)生加成反應(yīng)生成2-溴丁烷。若本實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物的IR圖譜中3000cm-1以上有吸收峰，你認(rèn)為產(chǎn)品中可能含有什么雜質(zhì)？答：可能殘留正丁醇和水（O－H伸縮振動(dòng)的吸收）。實(shí)驗(yàn)8苯亞甲基苯乙酮的制備1．為什么本實(shí)驗(yàn)的主要產(chǎn)物不是苯乙酮的自身縮合或苯甲醛的Cannizzaro反應(yīng)？答:苯乙酮的自身縮合的空間位阻比較大；苯甲醛發(fā)生Cannizzaro反應(yīng)須在更高濃度的堿（40%NaOH）中進(jìn)行。2．本實(shí)驗(yàn)中如何避免副反應(yīng)的發(fā)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；采取控溫滴加與攪拌，有利于發(fā)生交叉羥醛縮合而防止苯甲醛的岐化。3．本實(shí)驗(yàn)中，苯甲醛與苯乙酮加成后為什么不穩(wěn)定并會(huì)立即失水？答：生成的反式烯烴穩(wěn)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(shí)驗(yàn)9乙酸正丁酯的制備本實(shí)驗(yàn)用什么方法提高轉(zhuǎn)化率的？答：利用分水器將生成的水不斷從反應(yīng)體系中移走，或者加入過量的反應(yīng)物之一：乙酸。反應(yīng)結(jié)束時(shí)，混合物中有哪些雜質(zhì)？這些雜質(zhì)是如何除去的？答：混合物中有哪些雜質(zhì)：催化劑硫酸，未反應(yīng)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(jìn)一步提純。為什么洗滌粗品時(shí)不用NaOH溶液？答：堿性太強(qiáng)，可能會(huì)有部分酯的水解。比較兩種方法所用的實(shí)驗(yàn)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?yàn)樵衔催^量，硫酸用量少，反應(yīng)時(shí)間較短，產(chǎn)物純度高（硫酸用量少，副產(chǎn)物少，未反應(yīng)的正丁醇少）。酯化方法反應(yīng)時(shí)間前餾分主餾分沸程/℃質(zhì)量/g酯含量/g沸程/℃質(zhì)量/g酯含量/g分水回流法40分鐘123~1241.194.2124~1259.197.7直接回流法40分鐘117~1145.181.8124~1253.592.6實(shí)驗(yàn)102-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(yīng)式，包括反應(yīng)混合物經(jīng)酸分解步驟。（1）二氧化碳(2)乙醛（3）苯甲酸乙酯2.市售的無水乙醚通常含有少量乙醇和水，如果用這種乙醚，對(duì)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(huì)分解格氏試劑。3.本實(shí)驗(yàn)各步驟均為放熱反應(yīng)，如何控制反應(yīng)平穩(wěn)進(jìn)行？答：待反應(yīng)液充分冷卻以后，小心控制試劑的滴加速度。4.實(shí)驗(yàn)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(shí)可能形成較多的偶聯(lián)副產(chǎn)物5.實(shí)驗(yàn)中有哪些可能的副反應(yīng)？應(yīng)如何避免？答：RMgX+H2O→RH+Mg(OH)X2RMgX+O2→2ROMgXRMgX+R′OH→RH+R′OMgXRMgX+RX→R-R+MgX2(偶聯(lián)反應(yīng)）RMgX+CO2→RCO2MgX由于格氏試劑化學(xué)性質(zhì)活潑，反應(yīng)體系應(yīng)避免有水、氧氣和二氧化碳的存在，因此實(shí)驗(yàn)前所用的儀器應(yīng)全部干燥，試劑要經(jīng)過嚴(yán)格無水處理。實(shí)驗(yàn)11苯甲醇和苯甲酸的制備1．在Cannizzaro反應(yīng)中用的醛和在羥醛縮合反應(yīng)中所用醛的結(jié)構(gòu)有何不同?答：Cannizzaro反應(yīng)中用的醛沒有α-氫，而羥醛縮合反應(yīng)中所用醛有α-氫。2．本實(shí)驗(yàn)中兩種產(chǎn)物是根據(jù)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(yīng)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(shí)為什么要酸化到至pH2~3？若不用試紙檢測(cè)，怎樣判斷酸化已經(jīng)適當(dāng)？答：因?yàn)楸郊姿岬膒Ka為4.12，根據(jù)緩沖溶液公式，若酸化至pH為4左右，酸和鹽的濃度相當(dāng)，進(jìn)一步酸化至2~3，鹽的濃度接近1%。若不用試紙檢測(cè)，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(fā)生Cannizzaro反應(yīng)的主要產(chǎn)物？（分子內(nèi)的歧化更易發(fā)生）實(shí)驗(yàn)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(shí)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(qiáng)，會(huì)使未反應(yīng)的苯甲醛發(fā)生歧化生成苯甲酸鈉和苯甲醇）3.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(yīng)的苯甲醛；也可用有機(jī)溶劑萃取，但與焦?fàn)钗锓蛛x可能不如前者）實(shí)驗(yàn)132-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(huì)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(huì)進(jìn)一步硝化生成多硝基化合物，也可能氧化產(chǎn)物）3．本實(shí)驗(yàn)產(chǎn)率低（10%左右，文獻(xiàn)報(bào)道為30—35%），為什么？（因?yàn)殚g苯二酚很容易氧化，此外，因空間效應(yīng)使得進(jìn)入2位困難）實(shí)驗(yàn)14安息香的輔酶合成法1．安息香縮合、羥醛縮合、歧化反應(yīng)有何不同？答：芳香醛在氰化鈉（鉀）或VB1作用下，分子間發(fā)生縮合反應(yīng)生成α-羥酮，稱為安息香縮合反應(yīng)；有α-氫的或酮在稀堿作用下自身或交叉發(fā)生分子間的親核加成得β-羥基醛或酮的反應(yīng)稱為羥醛（酮）縮合反應(yīng)；沒有α-氫醛在濃堿作用下發(fā)生歧化得一分子醇和一分子羧酸叫Cannizzaro反應(yīng)。2．為什么加入苯甲醛后，反應(yīng)混合物的pH要保持9~10左右？溶液pH過低有什么不好？答：pH要保持9~10，有利于產(chǎn)生噻唑環(huán)碳負(fù)離子，pH過低，堿性不夠，難于產(chǎn)生碳負(fù)離子，pH太高，堿性太強(qiáng)，噻唑環(huán)會(huì)被破壞。二苯乙二酮的制備1.冰乙酸的作用是什么？（酸性環(huán)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(chǎn)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(yīng)，第二次是鑒定產(chǎn)品的純度；與標(biāo)準(zhǔn)品對(duì)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？（1700cm－1附近有羰基的伸縮振動(dòng)吸收；大于30000cm－1附近有苯環(huán)C-H伸縮振動(dòng)，1460~1600與芳環(huán)的骨架振動(dòng)吸收）。實(shí)驗(yàn)15柱色譜和薄層色譜1.為什么必須保證所裝柱中沒有空氣泡或斷層現(xiàn)象？如何做到？（固定相不均勻，分離效果差；裝柱和洗脫時(shí)溶劑始終高于固定相液面）2.柱色譜所選擇的洗脫劑為什么要先用非極性或弱極性的，然后再使用較強(qiáng)極性的洗脫劑洗脫？（否則會(huì)由于洗脫劑在固定相上被吸附，迫使樣品一直保留在流動(dòng)相中。）3.你認(rèn)為熒光黃和亞甲基藍(lán)哪個(gè)極性更大？（熒光黃極性更大）4.如果柱層析分離的化合物沒有顏色，如何得到單一組分？（用薄層色譜跟蹤，合適的方法顯色，相同的組分合并后，揮干溶劑）5.制備薄層板時(shí)，厚度對(duì)樣品展開有什么影響？（太厚，展不開；太薄，分離困難）6.已知有機(jī)化合物極性A>B>C，在薄層色譜中，如果選擇A作為展開劑，B和C的混合物作為待分析樣品，則充分展開顯色后，薄層色譜板上通常顯