有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)部分思考題答案

測定熔點(diǎn)時，遇到下列情況將產(chǎn)生什么結(jié)果？(1)熔點(diǎn)管壁太厚；(2)熔點(diǎn)管不潔凈；(3)試料研的不細(xì)或裝得不實(shí)；(4)加熱太快；(5)第一次熔點(diǎn)測定后，熱浴液不冷卻立即做第二次；(6)溫度計(jì)歪斜或熔點(diǎn)管與溫度計(jì)不附貼。答：(1)熔點(diǎn)管壁太厚，影響傳熱，其結(jié)果是測得的初熔溫度偏高。(2)熔點(diǎn)管不潔凈，相當(dāng)于在試料中摻入雜質(zhì)，其結(jié)果將導(dǎo)致測得的熔點(diǎn)偏低。(3)試料研得不細(xì)或裝得不實(shí)，這樣試料顆粒之間空隙較大，其空隙之間為空氣所占據(jù)，而空氣導(dǎo)熱系數(shù)較小，結(jié)果導(dǎo)致熔距加大，測得的熔點(diǎn)數(shù)值偏高。(4)加熱太快，則熱浴體溫度大于熱量轉(zhuǎn)移到待測樣品中的轉(zhuǎn)移能力，而導(dǎo)致測得的熔點(diǎn)偏高，熔距加大。(5)若連續(xù)測幾次時，當(dāng)?shù)谝淮瓮瓿珊笮鑼⑷芤豪鋮s至原熔點(diǎn)溫度的二分之一以下，才可測第二次，不冷卻馬上做第二次測量，測得的熔點(diǎn)偏高。(6)齊列熔點(diǎn)測定的缺點(diǎn)就是溫度分布不均勻，若溫度計(jì)歪斜或熔點(diǎn)管與溫度計(jì)不附貼，這樣所測數(shù)值會有不同程度的偏差。測得A、B兩種樣品的熔點(diǎn)相同，將它們研細(xì)，并以等量混合(1)測得混合物的熔點(diǎn)有下降現(xiàn)象且熔程增寬；(2)測得混合物的熔點(diǎn)與純A、純B的熔點(diǎn)均相同。試分析以上情況各說明什么？答：(1)說明A、B兩個樣品不是同一種物質(zhì)，一種物質(zhì)在此充當(dāng)了另一種物質(zhì)的雜質(zhì)，故混合物的熔點(diǎn)降低，熔程增寬。(2)除少數(shù)情況（如形成固熔體）外，一般可認(rèn)為這兩種物質(zhì)為同一種物質(zhì)。沸石(即止暴劑或助沸劑)為什么能止暴？如果加熱后才發(fā)現(xiàn)沒加沸石怎么辦？由于某種原因中途停止加熱，再重新開始蒸餾時，是否需要補(bǔ)加沸石？為什么？答：(1)沸石為多孔性物質(zhì)，它在溶液中受熱時會產(chǎn)生一股穩(wěn)定而細(xì)小的空氣泡流，這一泡流以及隨之而產(chǎn)生的湍動，能使液體中的大氣泡破裂，成為液體分子的氣化中心，從而使液體平穩(wěn)地沸騰，防止了液體因過熱而產(chǎn)生的暴沸。(2)如果加熱后才發(fā)現(xiàn)沒加沸石，應(yīng)立即停止加熱，待液體冷卻后再補(bǔ)加，切忌在加熱過程中補(bǔ)加，否則會引起劇烈的暴沸，甚至使部分液體沖出瓶外，有時會引起著火。(3)中途停止蒸餾，再重新開始蒸餾時，因液體已被吸入沸石的空隙中，再加熱已不能產(chǎn)生細(xì)小的空氣流而失效，必須重新補(bǔ)加沸石。在蒸餾裝置中，溫度計(jì)水銀球的位置不符合要求會帶來什么結(jié)果？答：如果溫度計(jì)水銀球位于支管口之上，蒸氣還未達(dá)到溫度計(jì)水銀球就已從支管流出，測定沸點(diǎn)時，將使數(shù)值偏低。若按規(guī)定的溫度范圍集取餾份，則按此溫度計(jì)位置集取的餾份比規(guī)定的溫度偏高，并且將有一定量的該收集的餾份誤作為前餾份而損失，使收集量偏少。如果溫度計(jì)的水銀球位于支管口之下或液面之上，測定沸點(diǎn)時，數(shù)值將偏高。但若按規(guī)定的溫度范圍集取餾份時，則按此溫度計(jì)位置集取的餾份比要求的溫度偏低，并且將有一定量的該收集的餾份誤認(rèn)為后餾份而損失。

用磷酸做脫水劑比用濃硫酸做脫水劑有什么優(yōu)點(diǎn)？答：(1)磷酸的氧化性小于濃硫酸，不易使反應(yīng)物碳化；(2)無刺激性氣體SO2放出。如果你的實(shí)驗(yàn)產(chǎn)率太低，試分析主要在哪些操作步驟中造成損失？答：(1)環(huán)己醇的粘度較大，尤其室溫低時，量筒內(nèi)的環(huán)己醇很難倒凈而影響產(chǎn)率。(2)磷酸和環(huán)己醇混合不均，加熱時產(chǎn)生碳化。(3)反應(yīng)溫度過高、餾出速度過快，使未反應(yīng)的環(huán)己醇因于水形成共沸混合物或產(chǎn)物環(huán)己烯與水形成共沸混合物而影響產(chǎn)率。(4)干燥劑用量過多或干燥時間過短，致使最后蒸餾是前餾份增多而影響產(chǎn)率。在正溴丁烷制備實(shí)驗(yàn)中，硫酸濃度太高或太低會帶來什么結(jié)果？答：硫酸濃度太高：(1)會使NaBr氧化成Br2，而Br2不是親核試劑。2NaBr+3H2SO4(濃)→Br2+SO2+2H2O+2NaHSO4(2)加熱回流時可能有大量HBr氣體從冷凝管頂端逸出形成酸霧。硫酸濃度太低：生成的HBr量不足，使反應(yīng)難以進(jìn)行。在正溴丁烷的制備實(shí)驗(yàn)中，各步洗滌的目的是什么？答：用硫酸洗滌：除去未反應(yīng)的正丁醇及副產(chǎn)物1－丁烯和正丁醚。第一次水洗：除去部分硫酸及水溶性雜質(zhì)。堿洗(Na2CO3)：中和殘余的硫酸。第二次水洗：除去殘留的堿、硫酸鹽及水溶性雜質(zhì)。在粗產(chǎn)品環(huán)已烯中加入飽和食鹽水的目的是什么？答：加飽和食鹽水的目的是盡可能的除去粗產(chǎn)品中的水分，有有利于分層。什么情況下用水蒸氣蒸餾？用水蒸氣蒸餾的物質(zhì)應(yīng)具備什么條件？答：下列情況可采用水蒸氣蒸餾：(1)混合物中含有大量的固體，通常的蒸餾、過濾、萃取等方法都不適用。(2)混合物中含有焦油狀物質(zhì)，采用通常的蒸餾、萃取等方法都不適用。(3)在常壓下蒸餾會發(fā)生分解的高沸點(diǎn)有機(jī)物質(zhì)。用水蒸氣蒸餾的物質(zhì)應(yīng)具備下列條件：(1)隨水蒸氣蒸出的物質(zhì)應(yīng)不溶或難溶于水，且在沸騰下與水長時間共存而不起化學(xué)變化。(2)隨水蒸氣蒸出的物質(zhì)，應(yīng)在比該物質(zhì)的沸點(diǎn)低得多的溫度，而且比水的沸點(diǎn)還要低得多的溫度下即可蒸出。什么是萃取？什么是洗滌？指出兩者的異同點(diǎn)。答：萃取是從混合物中抽取所需要的物質(zhì)；洗滌是將混合物中所不需要的物質(zhì)除掉。萃取和洗滌均是利用物質(zhì)在不同溶劑中的溶解度不同來進(jìn)行分離操作，二者在原理上是相同的，只是目的不同。從混合物中提取的物質(zhì)，如果是我們所需要的，這種操作叫萃取；如果不是我們所需要的，這種操作叫洗滌。蒸餾時加熱的快慢，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果有何影響？為什么？答：蒸餾時加熱過猛，火焰太大，易造成蒸餾瓶局部過熱現(xiàn)象，使實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，而且餾份純度也不高。加熱太慢，蒸氣達(dá)不到支口處，不僅蒸餾進(jìn)行得太慢，而且因溫度計(jì)水銀球不能被蒸氣包圍或瞬間蒸氣中斷，使得溫度計(jì)的讀數(shù)不規(guī)則，讀數(shù)偏低。注意事項(xiàng)（1）鎂屑不宜長期放存。長期放存的鎂屑，需用5%的鹽酸溶液浸泡數(shù)分鐘，抽濾后，依次用水、乙醇、乙醚洗滌，干燥。（2）本實(shí)驗(yàn)采用簡易密封。也可用磁力攪拌替代電動攪拌。（3）本實(shí)驗(yàn)所用儀器、藥品必須充分干燥。1-溴丁烷用無水CaCl2干燥并蒸餾純化，丙酮用無水K2CO3干燥并蒸餾純化。儀器與空氣連接處必須裝CaCl2干燥管。（4）注意控制加料速度和反應(yīng)溫度。（5）使用和蒸餾低沸點(diǎn)物質(zhì)乙醚時，要遠(yuǎn)離火源，防止外泄，注意安全。問題討論（1）實(shí)驗(yàn)中，將Grignard試劑與加成物反應(yīng)水解前各步中，為什么使用的藥品、儀器均需絕對干燥？應(yīng)采取什么措施？答：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。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時，裝置的安裝及試劑的量取動作都應(yīng)快捷，迅速，并注意防濕氣侵入！乙醚必須事先經(jīng)無水處理；正溴丁烷事先用無水氯化鈣干燥并蒸餾純化；丙酮用無水碳酸鉀干燥，亦經(jīng)蒸餾純化。反應(yīng)過程中冷凝管上必須裝帶有氯化鈣的干燥管。（2）反應(yīng)若不能立即開始，應(yīng)采取什么措施？答：反應(yīng)是否引發(fā)可從以下現(xiàn)象判斷：反應(yīng)液是否由澄清變混濁，是否有白色沉淀物產(chǎn)生。引發(fā)的措施有：（1）加熱，但溫度不能太高，保持有微小氣泡緩慢產(chǎn)生即可。（2）加碘，芝麻粒大小即可。（3）加入少許格氏試劑。若5分鐘反應(yīng)仍不開始，可用溫水浴，或在加熱前加入一小粒碘引發(fā)。若開始時正溴丁烷局部濃度較大，易于發(fā)生反應(yīng)，故攪拌應(yīng)在反應(yīng)開始后進(jìn)行，必須等反應(yīng)引發(fā)后才能攪拌和滴加混合液！反應(yīng)結(jié)束時，可能有鎂條未反應(yīng)完全，但對后續(xù)實(shí)驗(yàn)操作沒有影響。（3）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。（4）由Grignard試劑與羰基化合物反應(yīng)制備2-甲基-2-己醇,還可采用何種原料？寫出反應(yīng)式。答：實(shí)驗(yàn)一常壓蒸餾及沸點(diǎn)的測定1、解：當(dāng)液體混合物受熱時，其蒸汽壓隨之升高。當(dāng)與外界大氣壓相等時，液體變?yōu)檎羝偻ㄟ^冷凝使蒸汽變?yōu)橐后w的兩個聯(lián)合操作的過程叫蒸餾。從安全和效果方面考慮，蒸餾實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)注意如下幾點(diǎn)。①待蒸餾液的體積約占蒸餾燒瓶體積的1/3～2/3。②沸石應(yīng)在液體未加熱前加入。液體接近沸騰溫度時，不能加入沸石，要待液體冷卻后才能加入，用過的沸石不能再用。③待蒸餾液的沸點(diǎn)如在140℃以下，可以選用直形冷凝管，若在140℃以上，則要選用空氣冷凝管。④蒸餾低沸點(diǎn)易燃液體時，不能明火加熱，應(yīng)改用水浴加熱。⑤蒸餾燒瓶不能蒸干，以防意外。2、解：（1）溫度控制不好，蒸出速度太快，此時溫度計(jì)的顯示會超過79℃，同時餾液中將會含有高沸點(diǎn)液體有機(jī)物而至產(chǎn)品不純，達(dá)不到蒸餾的目的。（2）如果溫度計(jì)水銀球位于支管口之上，蒸氣還未達(dá)到溫度計(jì)水銀球就已從支管流出，測定沸點(diǎn)時，將使數(shù)值偏低。若按規(guī)定的溫度范圍集取餾份，則按此溫度計(jì)位置收集的餾份比規(guī)定的溫度偏高，并且將有少量的餾份誤作前餾份而損失，使收集量偏少。如果溫度計(jì)的水銀球位于支管口之下，測定沸點(diǎn)時，數(shù)值將偏高。但若按規(guī)定的溫度范圍收集餾份時，則按此溫度計(jì)位置收集的餾份比要求的溫度偏低，并且將有少量的餾份誤認(rèn)為后餾份而損失。3、解：(1)沸石的作用：沸石為多孔性物質(zhì)，它在溶液中受熱時會產(chǎn)生一股穩(wěn)定而細(xì)小的空氣泡流，這一氣泡流以及隨之而產(chǎn)生的湍動，能使液體中的大氣泡破裂，成為液體分子的氣化中心，從而使液體平穩(wěn)地沸騰，防止了液體因過熱而產(chǎn)生的暴沸。簡而言之，是為了防止暴沸！(2)如果加熱后才發(fā)現(xiàn)沒加沸石，應(yīng)立即停止加熱，待液體冷卻后再補(bǔ)加，切忌在加熱過程中補(bǔ)加，否則會引起劇烈的暴沸，甚至使部分液體沖出瓶外而引起著火。4、解：中途停止蒸餾，再重新開始蒸餾時，因液體已被吸入沸石的空隙中，再加熱已不能產(chǎn)生細(xì)小的空氣流而失效，必須重新補(bǔ)加沸石。5、解：應(yīng)立即停止加熱。（1）冷卻后補(bǔ)加新的沸石。用過的沸石一般不能再繼續(xù)使用，因?yàn)樗奈⒖字幸殉錆M或留有雜質(zhì)，孔徑變小或堵塞，不能再起助沸作用。（2）如有餾液蒸出來，則須等到冷凝管冷卻后再通水。因?yàn)槔淠荏E冷會爆裂。實(shí)驗(yàn)二分餾1、解：蒸餾可用于沸點(diǎn)相差較大或分離要求不高的液體混合物的分離。分餾主要用于相差較小或分離要求較高的液體混合物的分離。兩者在原理上是相同的，分餾相當(dāng)于多次蒸餾。除了應(yīng)用范圍不同外，它們的裝置也不同，分餾裝置比蒸餾裝置多了一個分餾柱。它們在操作上餾出速度也不同，蒸餾操作餾出速度尾1～2滴/s，而分餾餾出速度為1滴/（2～3）s。2、解：不可以。如果把分餾柱頂上溫度計(jì)的水銀柱的位置向下插些，這樣測定沸點(diǎn)時，數(shù)值將偏高。但若按規(guī)定的溫度范圍集取餾份時，則按此溫度計(jì)位置集取的餾份比要求的溫度偏低，并且將有少量的餾份誤認(rèn)為后餾份而損失。3、解：加熱過快，餾液滴數(shù)增加，使得上升的蒸汽來不及熱交換就直接進(jìn)入冷凝管，所以分離能力會下降。4、解：這樣可以保證上面冷凝下來的液體與下面上升的氣體進(jìn)行充分的熱交換和質(zhì)交換，提高分離效果。5、解：填充物在柱中起到增加蒸汽與回流液接觸的作用，填充物比表面積越大，越有利于提高分離效率。所以有填充物的柱比不裝填料的效率高。實(shí)驗(yàn)三重結(jié)晶1、解：一般包括：（1）選擇適宜溶劑，目的在于獲得最大回收率的精制品。（2）制成熱的飽和溶液。目的是脫色。（2）熱過濾，目的是為了除去不溶性雜質(zhì)（包括活性炭）。（3）晶體的析出，目的是為了形成整齊的晶體。（4）晶體的收集和洗滌，除去易溶的雜質(zhì)，除去存在于晶體表面的母液。（4）晶體的干燥，除去附著于晶體表面的母液和溶劑。2、解：控制溶劑用量，利于配制飽和溶液。3、解：應(yīng)注意：(1)加入活性炭要適量，加多會吸附產(chǎn)物，加少，顏色脫不掉；用量為固體重量的1～5%為合適。(2)不能在沸騰或接近沸騰的溫度下加入活性炭，以免暴沸；(3)加入活性炭后應(yīng)煮沸幾分鐘后才能熱過濾。4、解：如果濾紙大于漏斗瓷孔面時，濾紙將會折邊，那樣濾液在抽濾時將會自濾紙邊沿吸入瓶中，而造成晶體損失。所以不能大，只要蓋住瓷孔即可。5、解：與第一次析出的晶體相比，純度下降。因?yàn)槟敢褐须s質(zhì)的濃度會更高，所以結(jié)晶產(chǎn)品中雜質(zhì)含量也相對較高。6、解：注意：（1）邊加熱邊趁熱過濾。要不時加熱大燒杯。（2）熱濾濾紙不能有缺口。熱濾時要沉著冷靜，不要讓活性炭從濾紙邊緣掉到錐形瓶里。（3）總的溶液不能超過120ml。否則產(chǎn)率降低。（4）注意擠干晶體。否則產(chǎn)率虛高。7、解：一般通過晶形、色澤、熔點(diǎn)和熔點(diǎn)矩等作初步判斷。具有單一晶形、顏色均勻、熔程在℃以內(nèi)的固體，可視為純凈。實(shí)驗(yàn)四減壓蒸餾1、解：液體的沸點(diǎn)隨外界壓力的降低而降低。在低于大氣壓力下進(jìn)行的蒸餾稱為減壓蒸餾。減壓蒸餾主要應(yīng)用于：①純化高沸點(diǎn)液體；②分離或純化在常壓沸點(diǎn)溫度下易于分解、氧化或發(fā)生其它化學(xué)變化的液體；③分離在常壓下因沸點(diǎn)相近二難于分離，但在減壓下可有效分離的液體混合物；④分離純化低熔點(diǎn)固體。2、解：裝配要求：系統(tǒng)不漏氣，壓力穩(wěn)定，平穩(wěn)沸騰。應(yīng)注意：①減壓蒸餾時應(yīng)用克氏蒸餾頭，帶支管的接液管或使用多頭接液管。②需用毛細(xì)管代替沸石，防止暴沸。③要求用熱浴加熱，需使用厚壁耐壓的玻璃儀器。*3、解：必須先抽真空后加熱，對于油泵，原因是：系統(tǒng)內(nèi)充滿空氣，加熱后部分溶液氣化，再抽氣時，大量氣體來不及冷凝和吸收，會直接進(jìn)入真空泵，損壞泵改變真空度。如先抽氣再加熱，可以避免或減少之。對于水泵：防止由于“過熱”引起的暴沸。必須用熱浴加熱：用熱浴的好處是加熱均勻，可防止暴沸，如果直接用火加熱的話，情況正好相反。*4、解：略*5、解：蒸餾完畢移去熱源，慢慢旋開螺旋夾，并慢慢打開二通活塞，（這樣可以防止倒吸），平衡內(nèi)外壓力，使測壓計(jì)的水銀柱慢慢地回復(fù)原狀（若放開得太快，水銀柱很快上升，有沖破壓力計(jì)的可能）然后關(guān)閉油泵和冷卻水。實(shí)驗(yàn)五儀器操作實(shí)驗(yàn)無作業(yè)！熔點(diǎn)的測定1、解：130~139℃熔化。A與C是同一物質(zhì)。2、解：將樣品與已知化合物按一定比例（通常取1∶1，9∶1，1∶9）混合后，測定混合物的熔點(diǎn)。若為兩種不相同的化合物，則熔點(diǎn)下降，熔程變寬。如果是相同化合物，則熔點(diǎn)不變。折光率的測定1、解：通過測定折光率可以判斷有機(jī)物的純度、鑒定未知有機(jī)物以及在分餾時配合沸點(diǎn)，作為切割餾分的依據(jù)。2、解：旋光度的測定1、解：方法一：將溶液稀釋一倍，如果其旋光度為+15°，則證明原來溶液的旋光度為+30°。方法二：采用20cm的試管，如果其旋光度為+60°，則證明原來溶液的旋光度為+30°。2、解：3、解：應(yīng)注意：（1）注意看看試管中有無氣泡。（2）試管安放時應(yīng)注意標(biāo)記試管的位置和方向。（3）儀器使用時間不宜過長。一般不超過4小時，但實(shí)驗(yàn)中間不需關(guān)閉電源。（4）所有鏡片不得用手擦拭，應(yīng)用擦鏡紙擦拭。實(shí)驗(yàn)六水蒸氣蒸餾1、解：插入容器底部的目的是使瓶內(nèi)液體充分加熱和攪拌，有利于更有效地進(jìn)行水蒸汽蒸餾。2、解：經(jīng)常要檢查安全管中水位是否正常，若安全管中水位上升很高，說明系統(tǒng)有堵塞現(xiàn)象，這時應(yīng)立即打開止水夾，讓水蒸汽發(fā)生器和大氣相通，排除故障后方可繼續(xù)進(jìn)行蒸餾。3、解：在分液漏斗中加入一些水，體積增大的那一層是水層，另一層是有機(jī)層。實(shí)驗(yàn)七乙酸乙酯的制備1、解：催化劑和脫水劑。說明：硫酸的用量為醇用量的3%時即起催化作用。當(dāng)硫酸用量較多時，它又起脫水作用而增加酯的產(chǎn)率。但當(dāng)硫酸用量過多時，由于它在高溫時會起氧化作用，結(jié)果對反應(yīng)反而不利。本實(shí)驗(yàn)用了5ml硫酸，硫酸已經(jīng)過量了。2、解：可逆反應(yīng)，需酸催化。方法有：(1)提高反應(yīng)物之一的用量；(2)減少生成物的量(移去水或酯)；(3)催化劑濃硫酸的用量要適當(dāng)(太少，反應(yīng)速度慢，太