蘇教版高中化學(xué)選擇性必修3專題1第二單元第1課時(shí)有機(jī)化合物的分離、提純及組成的研究課件

第1課時(shí)有機(jī)化合物的分離、提純及

組成的研究專題1內(nèi)容索引010203自主預(yù)習(xí)新知導(dǎo)學(xué)合作探究釋疑解惑課堂小結(jié)課標(biāo)定位素養(yǎng)闡釋1.能說出蒸餾、萃取、重結(jié)晶等方法所用到的儀器;能記住蒸餾法、萃取法、重結(jié)晶法提純有機(jī)物的原理;能根據(jù)有機(jī)物的性質(zhì)、特點(diǎn)選擇其正確的分離方法。2.能說出測(cè)定有機(jī)物的元素組成、含量的基本方法,并能運(yùn)用這些基本方法進(jìn)行有機(jī)物組成的研究。3.科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí):通過蒸餾法、萃取法、重結(jié)晶法實(shí)驗(yàn)原理和基本操作的學(xué)習(xí),以及測(cè)定有機(jī)物的元素組成、含量的基本方法研究,認(rèn)識(shí)科學(xué)探究過程的步驟,學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)科學(xué)探究方案,培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度和科學(xué)的思維方式。自主預(yù)習(xí)新知導(dǎo)學(xué)一、有機(jī)化合物的分離、提純1.重結(jié)晶。(1)原理:利用混合物中各組分在同一溶劑中的溶解度不同而使它們相互分離的方法。(2)溶劑的選擇。①雜質(zhì)在所選溶劑中溶解度很小或很大,易于除去。②被提純的有機(jī)物在所選溶劑中的溶解度受溫度的影響較大,比如有機(jī)物在溫度較高的溶劑中的溶解度較大,在溫度較低的溶劑中的溶解度較小,冷卻后易于結(jié)晶析出。(3)實(shí)驗(yàn)儀器與操作步驟:2.萃取。(1)萃取原理:利用混合物中各組分在萃取劑中的溶解度不同而使它們相互分離的操作。(2)分類:萃取分為液-液萃取和固-萃取兩種。①液-液萃取。a.原理:液-液萃取是向待分離溶液中加入與之不互溶(或部分互溶)的萃取劑,形成共存的兩個(gè)液相而加以分離的操作。b.應(yīng)用:一般是用有機(jī)溶劑從水溶液中萃取某種組分,如用四氯化碳萃取溶解在水中的碘,幾乎所有的碘都溶解到四氯化碳中,碘得以與大量的水分離。c.常用的與水不互溶的有機(jī)溶劑有乙醚、石油醚和二氯甲烷等。②固-液萃取。a.原理:固-液萃取是利用溶劑使固體物料中的可溶性物質(zhì)溶解于其中而加以分離的操作,又稱浸取。b.應(yīng)用:如用乙醚從青蒿中提取青蒿素等。(3)主要儀器:分液漏斗、燒杯、鐵架臺(tái)(帶鐵圈)。(4)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,將下層液體從分液漏斗下口放出,并及時(shí)關(guān)閉活塞,然后將上層液體從分液漏斗上口倒出。3.蒸餾。(1)原理:蒸餾是利用混合物中各組分沸點(diǎn)不同(一般有機(jī)物與雜質(zhì)的沸點(diǎn)應(yīng)相差30℃以上),達(dá)到分離液態(tài)混合物的目的。優(yōu)點(diǎn):蒸餾不需要使用混合物組分以外的其他溶劑,不易引入新的雜質(zhì)。(2)適用條件。①有機(jī)物熱穩(wěn)定性較強(qiáng);②有機(jī)物與雜質(zhì)的沸點(diǎn)相差較大。(3)實(shí)驗(yàn)裝置。

(4)注意事項(xiàng)。①溫度計(jì)水銀球應(yīng)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(yīng)從冷凝器的下口流入、上口流出?！咀灾魉伎?】

你知道哪些分離、提純物質(zhì)的方法?如何選擇分離、提純的方法呢?提示:過濾、蒸餾、結(jié)晶、萃取等。利用被提純物質(zhì)與雜質(zhì)物理性質(zhì)的差異來選擇相應(yīng)的分離提純方法將它們分離。二、有機(jī)化合物組成的研究1.最簡式:又稱為實(shí)驗(yàn)式,指有機(jī)化合物所含各元素原子個(gè)數(shù)的最簡整數(shù)比。2.確定有機(jī)物元素組成的方法。(1)李比希元素分析法:有機(jī)物完全燃燒后,各元素對(duì)應(yīng)的產(chǎn)物為C→CO2,H→H2O。(2)鈉熔法:可定性分析有機(jī)物中是否含有氮、氯、溴、硫等元素。(3)銅絲燃燒法:可定性分析有機(jī)物中是否存在鹵素,紅熱銅絲蘸上試樣,灼燒、火焰為綠色,則存在鹵素。3.儀器——元素分析儀。(1)工作原理:使有機(jī)物在氧氣流中充分燃燒,再對(duì)燃燒產(chǎn)物進(jìn)行自動(dòng)分析?！咀灾魉伎?】

某有機(jī)物燃燒產(chǎn)物只有CO2和H2O,能否推測(cè)該有機(jī)物一定為烴類?提示:不能確定一定為烴類,因?yàn)楹跹苌?如乙醇)的燃燒產(chǎn)物也只有CO2和H2O?！拘Ч詼y(cè)】

1.判斷正誤,正確的畫“√”,錯(cuò)誤的畫“×”。(1)酒精易溶于水,所以酒精與汽油可用分液漏斗進(jìn)行分離。(

)(2)利用蒸餾法分離液態(tài)有機(jī)物時(shí),溫度計(jì)應(yīng)插入液面以下。(

)(3)碘在水中的溶解度很小,但易溶于有機(jī)溶劑,所以可用酒精萃取碘水中的碘單質(zhì)。(

)(4)苯萃取碘水分液后,可將苯蒸餾出去得到被提純的碘,加熱時(shí)溫度不能太高,否則碘升華。(

)(5)重結(jié)晶中要求雜質(zhì)溶解度比被提純的物質(zhì)小才能進(jìn)行分離。(

)(6)分離和提純都只用到物質(zhì)的物理性質(zhì),與化學(xué)性質(zhì)無關(guān)。(

)√×××××2.中國茶文化博大精深,潮汕功夫茶更是其中的代表之一,泡茶步驟包括:“治器、納茶、候湯、沖茶、刮沫、淋罐、燙杯、灑茶”。文中未涉及下列操作方法的是(

)。A.萃取 B.溶解 C.過濾 D.蒸餾答案:D解析:在第四步?jīng)_茶的過程,就是用水萃取茶葉的過程,A項(xiàng)正確。如第一步治器,就是清洗各種茶具,包含溶解的過程,讓一些附著的雜質(zhì)溶于水而除去,B項(xiàng)正確。第八步灑茶,就是茶水與茶葉分離的過程,茶葉留在了茶壺中,而茶水傾倒入茶杯中,這是過濾的過程,C項(xiàng)正確。蒸餾是利用混合物中各組分沸點(diǎn)不同(一般有機(jī)物與雜質(zhì)的沸點(diǎn)應(yīng)相差30

℃以上),達(dá)到分離液態(tài)混合物的目的,D項(xiàng)錯(cuò)誤。3.現(xiàn)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及裝置圖。圖中圓括號(hào)內(nèi)表示需要加入的適當(dāng)試劑,方括號(hào)內(nèi)表示適當(dāng)?shù)姆蛛x方法,方框內(nèi)的字母表示所分離的有關(guān)物質(zhì)(主要物質(zhì))的名稱。請(qǐng)根據(jù)圖示,回答下列問題:已知各物質(zhì)的沸點(diǎn):乙酸乙酯77.1℃,乙醇78.5℃,乙酸118℃。(1)分離方法:①是

,②是

,③是

。(填名稱與裝置編號(hào))

(2)試劑a是

,試劑b是

。

(3)分離的物質(zhì):A是

,B是

,C是

,D是

,E是

。

答案:(1)分液—b蒸餾—a蒸餾—a(2)飽和Na2CO3溶液硫酸(3)乙酸乙酯CH3CH2OH、CH3COONaCH3COONa

CH3COOH

CH3CH2OH解析:三者為互溶的液體,故可先用飽和Na2CO3溶液分離出乙酸乙酯;乙醇、乙酸的沸點(diǎn)相差不大且極易溶于水,故可把乙酸轉(zhuǎn)化為鹽類,而后利用蒸餾法得到乙醇,最后將乙酸鹽再轉(zhuǎn)化為乙酸,蒸餾即可。合作探究釋疑解惑探究任務(wù)1有機(jī)化合物的分離、提純問題引領(lǐng)1.物質(zhì)的分離和提純的目的是什么?兩者有何區(qū)別?提示:(1)物質(zhì)的分離:把混合物中的各種物質(zhì)逐一分開,得到各純凈物,分開以后的各物質(zhì)應(yīng)該盡量減少損失;各組分要盡量純凈。(2)物質(zhì)的提純:將某物質(zhì)中的雜質(zhì),采用物理或化學(xué)方法除掉的過程;提純也稱除雜。它和分離的主要區(qū)別在于除掉的雜質(zhì)可以不進(jìn)行恢復(fù)。2.萃取和分液有何區(qū)別與聯(lián)系?提示:(1)萃取和分液是兩個(gè)不同的概念,分液是將兩種互不相溶的液體組成的混合物分離的操作。分液可單獨(dú)進(jìn)行,但萃取之后一般要進(jìn)行分液。(2)萃取和分液常用的玻璃儀器是分液漏斗。3.冷凝管是蒸餾操作中的重要儀器。在實(shí)驗(yàn)操作中冷水的通入、停止與加熱的先后關(guān)系是什么?冷凝管中冷卻水的流向是什么?提示:實(shí)驗(yàn)開始時(shí),應(yīng)先通冷卻水,后點(diǎn)燃酒精燈。實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)應(yīng)先熄滅酒精燈(注意不能蒸干),等蒸餾燒瓶恢復(fù)至室溫時(shí)停止通入冷卻水。冷凝管中冷卻水的流動(dòng)方向一般是進(jìn)水口在下、出水口在上(低口進(jìn),高口出),冷卻水的流動(dòng)方向與需要冷卻的蒸氣的方向相反時(shí),冷卻效果好。歸納提升1.分離、提純選擇的依據(jù)?；旌衔锏姆蛛x與提純,重在掌握物質(zhì)的性質(zhì),并根據(jù)性質(zhì)設(shè)計(jì)所采取的方法:(1)根據(jù)物質(zhì)的溶解性差異,可選用重結(jié)晶、過濾的方法將混合物分離。(2)根據(jù)物質(zhì)的沸點(diǎn)差異,可選用蒸餾的方法將互溶性液體混合物分離。(3)根據(jù)物質(zhì)在不同溶劑中的溶解度的差異,用萃取的方法把溶質(zhì)從溶解度小的溶劑中轉(zhuǎn)移到溶解度較大的溶劑中。(4)根據(jù)混合物中各組分的性質(zhì)可采用加熱、調(diào)節(jié)pH、加入適當(dāng)?shù)脑噭┑确椒?使某種成分轉(zhuǎn)化,再用物理方法分離而除去。2.分離、提純的原則。(1)提純過程中不引入新的雜質(zhì)(不增);(2)不減少被提純的物質(zhì)(不減);(3)被提純物質(zhì)要恢復(fù)原狀或易于恢復(fù)原狀(復(fù)原);(4)被提純物質(zhì)與雜質(zhì)容易分離(易分);(5)除雜試劑應(yīng)過量且過量試劑必須除盡;(6)分離與提純方法簡便易行、途徑最佳等原則。3.有機(jī)化合物的分離、提純的常用方法。

方法目的主要儀器實(shí)例蒸餾分離、提純沸點(diǎn)相差較大的液態(tài)混合物蒸餾燒瓶、冷凝管、溫度計(jì)等分離乙酸和乙醇萃取將某種組分從一種溶劑轉(zhuǎn)移到另一種溶劑分液漏斗用四氯化碳將碘水中的碘提取出來分液分離互不相溶的液態(tài)混合物分液漏斗、燒杯等分離汽油和水重結(jié)晶利用溫度對(duì)溶解度的影響提純有機(jī)物燒杯、酒精燈、蒸發(fā)皿、漏斗、玻璃棒等提純苯甲酸洗氣分離提純氣體混合物洗氣瓶、干燥管等除去甲烷中的乙烯典型例題【例題1】

已知青蒿素是烴的含氧衍生物,為無色針狀晶體,易溶于丙酮、氯仿,可溶于乙醇、乙醚等,在水中幾乎不溶,熔點(diǎn)為156~157℃,熱穩(wěn)定性差。乙醚的沸點(diǎn)為35℃。如圖是從黃花青蒿中提取青蒿素的工藝流程,下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)操作的說法正確的是(

)。A.干燥時(shí)應(yīng)該將黃花青蒿置于干燥管中B.操作Ⅰ是萃取,所用的玻璃儀器有燒杯、分液漏斗C.操作Ⅱ是蒸餾,所用的主要玻璃儀器是蒸餾燒瓶、酒精燈、冷凝管、溫度計(jì)、錐形瓶等D.操作Ⅲ是酒精燈加熱,然后加水溶解、過濾答案:C解析:干燥管是主要用于干燥氣體或除去氣體中雜質(zhì)的儀器,A項(xiàng)錯(cuò)誤。操作Ⅰ是將固體和液體分離,是過濾操作,B項(xiàng)錯(cuò)誤。操作Ⅱ是將提取液中的乙醚分離出去,得到粗產(chǎn)品,蒸餾用到的主要玻璃儀器是蒸餾燒瓶、酒精燈、冷凝管、溫度計(jì)、牛角管、錐形瓶等,C項(xiàng)正確。操作Ⅲ是重結(jié)晶,具體為溶解、加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾,D項(xiàng)錯(cuò)誤?！咀兪接?xùn)練1】

下列對(duì)古代研究成果中涉及的物質(zhì)分離操作的判斷正確的是(

)。選項(xiàng)①“汲水而上,入于釜中煎煉,頃刻結(jié)鹽,色成至白”(《天工開物》生產(chǎn)井鹽)②“用濃酒和糟入甑,蒸令氣上,用器承滴露,味極濃烈”(《本草綱目》制作燒酒)A蒸餾萃取分液B萃取分液過濾C濃縮結(jié)晶蒸餾D過濾濃縮結(jié)晶答案:C解析:①中取井水煎煉、結(jié)鹽,分離操作是濃縮結(jié)晶;②中蒸令氣上,用器皿接滴露,分離操作是蒸餾

。探究任務(wù)2有機(jī)化合物組成的研究問題引領(lǐng)1.元素分析儀分析元素組成的基本原理是什么?提示:元素分析儀的工作原理是在不斷通入氧氣流的條件下,把樣品加熱到950~1

200

℃,使之充分燃燒,再對(duì)燃燒產(chǎn)物進(jìn)行自動(dòng)分析。2.一種有機(jī)物燃燒后的產(chǎn)物只有CO2和H2O,該有機(jī)物所含元素只有碳和氫嗎?如何判斷是否含有氧元素?提示:不能,若產(chǎn)物只有CO2和H2O,其組成元素肯定有C、H元素,可能有O元素,判斷該有機(jī)物中是否含氧元素:設(shè)有機(jī)物燃燒后CO2中碳元素的質(zhì)量為m(C),H2O中氫元素質(zhì)量為m(H)。若m(有機(jī)物)>m(C)+m(H),則有機(jī)物中含有氧元素;若m(有機(jī)物)=m(C)+m(H),則有機(jī)物中不含氧元素。歸納提升定量分析有機(jī)物中各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(李比希元素分析法)。1.測(cè)定原理:將一定量的有機(jī)物在氧氣流中燃燒并測(cè)定各產(chǎn)物的質(zhì)量,從而推斷出各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù),然后計(jì)算出有機(jī)物分子中所含元素原子的最簡整數(shù)比,確定有機(jī)物的最簡式。2.測(cè)定步驟:3.李比希元素分析法模擬測(cè)量裝置圖如圖所示:4.最簡式(實(shí)驗(yàn)式)與分子式的關(guān)系:分子式=(最簡式)n。

典型例題【例題2】

測(cè)定有機(jī)物中碳和氫的組成常用燃燒分析法,如圖所示是德國化學(xué)家李比希測(cè)定烴類有機(jī)物組成的裝置,用氧化銅作催化劑,在750℃左右時(shí)使有機(jī)物在氧氣流中全部氧化為CO2和H2O,用含有固體氫氧化鈉和高氯酸鎂[Mg(ClO4)2]的吸收管分別吸收CO2和H2O。(1)甲裝置中盛放的試劑是

。甲、乙中的吸收劑能否顛倒?請(qǐng)說明理由:

。

(2)實(shí)驗(yàn)開始時(shí),要先通入O2一會(huì)兒,然后再加熱。為什么?