有機化學(xué)制備與合成實驗復(fù)習(xí)題
一、填空題:
1、蒸餾時,如果餾出液易受潮分解,可以在接受器上連接一個(干燥管)防止(空氣中的水分)侵入。
2、(重結(jié)晶)只適宜雜質(zhì)含量在(5%)以下的固體有機混合物的提純。從反應(yīng)粗產(chǎn)物直接重結(jié)晶是不適宜的,必須先采取其他方法初步提純。
3、液體有機物干燥前,應(yīng)將被干燥液體中的(水份)盡可能(除去),不應(yīng)見到有(渾濁)。
4、水蒸氣蒸餾是用來分離和提純有機化合物的重要方法之一,常用于下列情況:(1)混合物中含有大量的(固體);(2)混合物中含有(焦油狀物質(zhì))物質(zhì);(3)在常壓下蒸餾會發(fā)生(氧化分解)的(高沸點)有機物質(zhì)。
5、萃取是從混合物中抽取(有用的物質(zhì));洗滌是將混合物中所不需要的物質(zhì)(除去)。
6、冷凝管通水是由(下)而(上),反過來不行。因為這樣冷凝管不能充滿水,由此可能帶來兩個后果:其一:氣體的(冷凝效果)不好。其二,冷凝管的內(nèi)管可能(破裂)。
7、羧酸和醇在少量酸催化作用下生成酯的反應(yīng),稱為(酯化)反應(yīng)。常用的酸催化劑有(濃硫酸)等
8、蒸餾時蒸餾燒瓶中所盛液體的量既不應(yīng)超過其容積的(2/3),也不應(yīng)少于(1/3)。
9、測定熔點使用的熔點管(裝試樣的毛細管)一般外徑為1-1.2mm,長約70-80mm;裝試樣的高度約為(2~3
mm),要裝得(均勻)和(結(jié)實)。
10、減壓過濾結(jié)束時,應(yīng)該先(通大氣),再(關(guān)泵),以防止倒吸。
11、用羧酸和醇制備酯的合成實驗中,為了提高酯的收率和縮短反應(yīng)時間,可采取(提高反應(yīng)物的用量)、(減少生成物的量)、(選擇合適的催化劑)等措施。
12、利用分餾柱使(沸點相近)的混合物得到分離和純化,這種方法稱為分餾。
13、減壓過濾的優(yōu)點有:(過濾和洗滌速度快);(固體和液體分離的比較完全);(濾出的固體容易干燥)。
14、液體有機物干燥前,應(yīng)將被干燥液體中的(水份)盡可能(分離凈),不應(yīng)見到有(水層)。
15、熔點為固-液兩態(tài)在大氣壓下達到平衡狀態(tài)的溫度。對于純粹的有機化合物,一般其熔點是(固定的)。即在一定壓力下,固-液兩相之間的變化都是非常敏銳的,初熔至全熔的溫度不超過(0.5~1℃),該溫度范圍稱之為(熔程)。如混有雜質(zhì)則其熔點(下降),熔程也(變長)。
16、合成乙酰苯胺時,反應(yīng)溫度控制在(100-110℃)攝氏度左右,目的在于(蒸出反應(yīng)中生成的水),當(dāng)反應(yīng)接近終點時,蒸出的水分極少,溫度計水銀球不能被蒸氣包圍,從而出現(xiàn)溫度計(上下波動)的現(xiàn)象。
17、如果溫度計水銀球位于支管口之上,蒸汽還未達到(溫度計水銀球)就已從支管口流出,此時,測定的沸點數(shù)值將(偏低)。
18、利用分餾柱使幾種(沸點相近的混合物)得到分離和純化,這種方法稱為分餾。利用分餾柱進行分餾,實際上就是在分餾柱內(nèi)使混合物進行多次(氣化)和(冷凝)。
19、萃取是提取和純化有機化合物的常用手段。它是利用物質(zhì)在兩種(不互溶(或微溶))溶劑中(溶解度)或(分配比)的不同來達到分離、提取或純化目的。
20、一般(固體)有機物在溶劑中的溶解度隨溫度的變化而改變。溫度(升高)溶解度(增大),反之則溶解度(降低)。熱的飽和溶液,降低溫度,溶解度下降,溶液變成(過飽和)而析出結(jié)晶。利用溶劑對被提純化合物及雜質(zhì)的溶解度的不同,以達到分離純化的目的。
21、學(xué)生實驗中經(jīng)常使用的冷凝管有:(直形冷凝管),(球形冷凝管)及(空氣
冷凝管);其中,(球形冷凝管)一般用于合成實驗的回流操作,(直形冷凝管)
一般用于沸點低于140
℃的液體有機化合物的蒸餾操作中;高于140℃的有機
化合物的蒸餾可用(空氣冷凝管)。
22、在水蒸氣蒸餾開始時,應(yīng)將T
形管的(螺旋夾夾子)打開。在蒸餾過程中,應(yīng)調(diào)整加熱速度,以餾出速度(2—3
滴/秒)為宜。
二、判斷下面說法的準(zhǔn)確性,正確畫√,不正確畫×。
1、用蒸餾法測沸點,燒瓶內(nèi)裝被測化合物的多少會影響測定結(jié)果。(√)
2、進行化合物的蒸餾時,可以用溫度計測定純化合物的沸點,溫度計的位置不會對所測定的化合物產(chǎn)生影響。(×)
3、在合成液體化合物操作中,最后一步蒸餾僅僅是為了純化產(chǎn)品。(√)
4、用蒸餾法、分餾法測定液體化合物的沸點,餾出物的沸點恒定,此化合物一定是純化合物。(×)
5、沒有加沸石,易引起暴沸。(√)
6、在合成乙酸正丁酯的實驗中,分水器中應(yīng)事先加入一定量的水,以保證未反應(yīng)的乙酸順利返回?zé)恐小#ā粒?/p>
7、在加熱過程中,如果忘了加沸石。可以直接從瓶口加入。(×)
8、在正溴丁烷的合成實驗中,蒸餾出的餾出液中正溴丁烷通常應(yīng)在下層。(×)
9、熔點管不干凈,測定熔點時不易觀察,但不影響測定結(jié)果。(×)
10、樣品未完全干燥,測得的熔點偏低。(×)
11、用蒸餾法測沸點,燒瓶內(nèi)裝被測化合物的多少影響測定結(jié)果。(√)
12、測定純化合物的沸點,用分餾法比蒸餾法準(zhǔn)確。(×)
13、在低于被測物質(zhì)熔點10-20℃時,加熱速度控制在每分鐘升高5℃為宜。(×)
14、樣品管中的樣品熔融后再冷卻固化仍可用于第二次測熔點。(×)
15、用MgSO4干燥粗乙酸乙酯,干燥劑的用量根據(jù)實際樣品的量來決定。(√)
16、在使用分液漏斗進行分液時,上層液體經(jīng)漏斗的下口放出。(×)
17、精制乙酸乙酯的最后一步蒸餾中,所用儀器均需干燥。(√)
18、在肉桂酸制備實驗中,在水蒸汽蒸餾前用氫氧化鈉代替碳酸鈉來中和水溶液。(×)
19、會與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)可用水蒸氣蒸餾來提純。(×)
20、在水蒸汽蒸餾實驗中,當(dāng)餾出液澄清透明時,一般可停止蒸餾。(√)
21、樣品中含有雜質(zhì),測得的熔點偏低。(√)
22、在進行常壓蒸餾、回流和反應(yīng)時,可以在密閉的條件下進行操作。(×)
23、在進行蒸餾操作時,液體樣品的體積通常為蒸餾燒瓶體積的1/3~2/3。(√)
24、球型冷凝管一般使用在蒸餾操作中。(×)
25、在蒸餾實驗中,為了提高產(chǎn)率,可把樣品蒸干。′
26、在正溴丁烷的制備中,氣體吸收裝置中的漏斗須置于吸收液面之下。′
27、在反應(yīng)體系中,沸石可以重復(fù)使用。′
28、利用活性炭進行脫色時,其量的使用一般需控制在1%-3%。√
29、“相似相溶”是重結(jié)晶過程中溶劑選擇的一個基本原則。(√)
30、樣品中含有雜質(zhì),測得的熔點偏高。(×)
31、A、B
兩種晶體的等量混合物的熔點是兩種晶體的熔點的算術(shù)平均值。(×)
32、重結(jié)晶過程中,可用玻璃棒摩擦容器內(nèi)壁來誘發(fā)結(jié)晶。(√)
33、在合成液體化合物操作中,蒸餾僅僅是為了純化產(chǎn)品。(′)
34、用蒸餾法、分餾法測定液體化合物的沸點,餾出物的沸點恒定,此化合物一定是純化合物。(′)
35、熔點管壁太厚,測得的熔點偏高。(?)
三、選擇題
1、在苯甲酸的堿性溶液中,含有(C)雜質(zhì),可用水蒸氣蒸餾方法除去。
A、MgSO4;
B、CH3COONa;
C、C6H5CHO;
D、NaCl2、正溴丁烷的制備中,第一次水洗的目的是(A)
A、除去硫酸
B、除去氫氧化鈉
C、增加溶解度
D、進行萃取
3、久置的苯胺呈紅棕色,用(C)方法精制。
A、過濾;
B、活性炭脫色
;
C、蒸餾;
D、水蒸氣蒸餾.4、測定熔點時,使熔點偏高的因素是(C)。
A、試樣有雜質(zhì);
B、試樣不干燥;
C、熔點管太厚;
D、溫度上升太慢。
5、重結(jié)晶時,活性炭所起的作用是(A)
A、脫色
B、脫水
C、促進結(jié)晶
D、脫脂
6、過程中,如果發(fā)現(xiàn)沒有加入沸石,應(yīng)該(B)。
A、立刻加入沸石;B、停止加熱稍冷后加入沸石;C、停止加熱冷卻后加入沸石
7、進行脫色操作時,活性炭的用量一般為(A)。
A、1%-3%;
B、5%-10%;
C、10%-20%
四、實驗操作:
1、在正溴丁烷的合成實驗中,蒸餾出的餾出液中正溴丁烷通常應(yīng)在下層,但有時可能出現(xiàn)在上層,為什么?若遇此現(xiàn)象如何處理?
答:若未反應(yīng)的正丁醇較多,或因蒸餾過久而蒸出一些氫溴酸恒沸液,則液層的相對密度發(fā)生變化,正溴丁烷就可能懸浮或變?yōu)樯蠈印S龃爽F(xiàn)象可加清水稀釋,使油層(正溴丁烷)下沉。
2、當(dāng)加熱后已有餾分出來時才發(fā)現(xiàn)冷凝管沒有通水,怎么處理?
答:立即停止加熱,待冷凝管冷卻后,通入冷凝水,同時補加沸石,再重新加熱蒸餾。如果不將冷凝管冷卻就通冷水,易使冷凝管爆裂。
3、遇到磨口粘住時,怎樣才能安全地打開連接處?
答:(1)用熱水浸泡磨口粘接處。
(2)用軟木(膠)塞輕輕敲打磨口粘接處。
(3)將甘油等物質(zhì)滴到磨口縫隙中,使?jié)B透松開。
4、在制備乙酰苯胺的飽和溶液進行重結(jié)晶時,在燒杯中有油珠出現(xiàn),試解釋原因。怎樣處理才算合理?
答:這一油珠是熔融的乙酰苯胺,因其比重大于水而沉于燒杯底部,可補加少量熱水,使其完全溶解,不可認為是雜質(zhì)而將其舍去。
5、重結(jié)晶時,如果溶液冷卻后不析出晶體怎么辦?
可采用下列方法誘發(fā)結(jié)晶:(1)
用玻璃棒摩擦容器內(nèi)壁。(2)
用冰水冷卻。(3)
投入“晶種”。
6、怎樣判斷水蒸汽蒸餾是否完成?蒸餾完成后,如何結(jié)束實驗操作?
當(dāng)流出液澄清透明不再含有有機物質(zhì)的油滴時,即可斷定水蒸汽蒸餾結(jié)束(也可用盛有少量清水的錐形瓶或燒杯來檢查是否有油珠存在)。實驗結(jié)束后,先打開螺旋夾,連通大氣,再移去熱源。待體系冷卻后,關(guān)閉冷凝水,按順序拆卸裝置。
7、冷凝管通水方向是由下而上,反過來行嗎?為什么?
答:冷凝管通水是由下口進,上口出,反過來不行。因為這樣冷凝管不能充滿水,由此可能帶來兩個后果:其一,氣體的冷凝效果不好。其二,冷凝管的內(nèi)管可能炸裂。
8、合成乙酰苯胺時,柱頂溫度為什么要控制在105oC左右?
答:為了提高乙酰苯胺的產(chǎn)率,反應(yīng)過程中不斷分出水,以打破平衡,使反應(yīng)向著生成乙酰苯胺的方向進行。因水的沸點為100oC,反應(yīng)物醋酸的沸點為118oC,且醋酸是易揮發(fā)性物質(zhì),因此,為了達到要將水份除去,又不使醋酸損失太多的目的,必需控制柱頂溫度在105oC左右。
9、選擇重結(jié)晶用的溶劑時,應(yīng)考慮哪些因素?
答:(1)溶劑不應(yīng)與重結(jié)晶物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng);
(2)重結(jié)晶物質(zhì)在溶劑中的溶解度應(yīng)隨溫度變化,即高溫時溶解度大,而低
溫時溶解度小;
(3)雜質(zhì)在溶劑中的溶解度或者很大,或者很小;
(4)溶劑應(yīng)容易與重結(jié)晶物質(zhì)分離;
10、在正溴丁烷的制備過程中,如何判斷正溴丁烷是否蒸完?
正溴丁烷是否蒸完,可以從下列幾方面判斷:①蒸出液是否由混濁變?yōu)槌吻澹虎谡麴s瓶中的上層油狀物是否消失;③取一試管收集幾滴餾出液;加水搖動觀察無油珠出現(xiàn)。如無,表示餾出液中已無有機物、蒸餾完成。
11、什么情況下需要采用水蒸汽蒸餾?
答:下列情況需要采用水蒸氣蒸餾:
(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)生分解的高沸點有機物質(zhì)
12、什么時候用體吸收裝置?如何選擇吸收劑?
答:反應(yīng)中生成的有毒和刺激性氣體(如鹵化氫、二氧化硫)或反應(yīng)時通入反應(yīng)體系而沒有完全轉(zhuǎn)化的有毒氣體(如氯氣),進入空氣中會污染環(huán)境,此時要用氣體吸收裝置吸收有害氣體。選擇吸收劑要根據(jù)被吸收氣體的物理、化學(xué)性質(zhì)來決定。可以用物理吸收劑,如用水吸收鹵化氫;也可以用化學(xué)吸收劑,如用氫氧化鈉溶液吸收氯和其它酸性氣體。
13、么是萃取?什么是洗滌?指出兩者的異同點。
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行分離操作,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。
14、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?
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)生分解的高沸點有機物質(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)的沸點低得多的溫度,而且比水的沸點還要低得多的溫度下即可蒸出。
15、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,是否需要補加沸石?為什么?
(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)定而細小的空氣泡流,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,待液體冷卻后再補加,切忌在加熱過程中補加,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)生細小的空氣流而失效,必須重新補加沸石。
16、何謂分餾?它的基本原理是什么?
利用分餾柱使幾種沸點相近的混合物得到分離和純化,這種方法稱為分餾。利用
分餾柱進行分餾,實際上就是在分餾柱內(nèi)使混合物進行多次氣化和冷凝。當(dāng)上升的蒸氣與下降的冷凝液互相接觸時,上升的蒸氣部分冷凝放出熱量使下降的冷凝
液部分氣化,兩者之間發(fā)生了熱量交換。其結(jié)果,上升蒸氣中易揮發(fā)組份增加,而下降的冷凝液中高沸點組份增加。如果繼續(xù)多次,就等于進行了多次的氣液平
衡,即達到了多次蒸餾的效果。這樣,靠近分餾柱頂部易揮發(fā)物質(zhì)的組份的比率
高,而在燒瓶中高沸點的組份的比率高,當(dāng)分餾柱的效率足夠高時,開始從分餾
柱頂部出來的幾乎是純凈的易揮發(fā)組份,而最后的燒瓶里殘留的幾乎是純凈的高
沸點組份。
17、測定熔點時,常用的熱浴有哪些?如何選擇?
測定熔點時,常用的熱浴有液體石蠟,甘油,濃硫酸,磷酸,硅油以及濃硫酸與硫酸鉀按一定比例配制的飽和溶液等。可根據(jù)被測物的熔點范圍選擇導(dǎo)熱液,如:(1)被測物熔點<140℃時,可選用液體石蠟或甘油
(2)被測物熔點>140℃時,可選用濃硫酸,但不要超過250℃,因此時濃硫酸產(chǎn)生的白煙,防礙溫度的讀數(shù);
(3)被測物熔點>250℃時,可選用濃硫酸與硫酸鉀的飽和溶液;還可用磷酸或硅油,但價格較貴,實驗室很少使用。
18、蒸餾裝置中,溫度計應(yīng)放在什么位置?如果位置過高或過低會有什么影響?
如果溫度計水銀球位于支管口之上,蒸氣還未達到溫度計水銀球就已從支管流出,測定沸點時,將使數(shù)值偏低。若按規(guī)定的溫度范圍收取餾份,則按此溫度計位置收取的餾份比規(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。如果溫度計的水銀球位于支管口之下或液面之上,測定沸點時,數(shù)值將偏高。但若按規(guī)定的溫度范圍收取餾份時,則按此溫度計位置收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為后餾份而損失。
19、學(xué)生實驗中經(jīng)常使用的冷凝管有哪些?各用在什么地方?
學(xué)生實驗中經(jīng)常使用的冷凝管有:直形冷凝管,空氣冷凝管及球形冷凝管等。直
形冷凝管一般用于沸點低于140℃的液體有機化合物的沸點測定和蒸餾操作中;
沸點大于140℃的有機化合物的蒸餾可用空氣冷凝管。球形冷凝管一般用于回流
反應(yīng)即有機化合物的合成裝置中(因其冷凝面積較大,冷凝效果較好)。
20、合成乙酰苯胺時,鋅粉起什么作用?加多少合適?
鋅的加入是為了防止苯胺氧化。只加入微量的鋅即可,不能太多,否則會產(chǎn)生
不溶于水的Zn(OH)2,給產(chǎn)物后處理帶來麻煩。
21、在乙酸正丁酯的制備實驗中,使用分水器的目的是什么?
使用分水器的目的是為了除去反應(yīng)中生成的水,促使反應(yīng)完全,提高產(chǎn)率。
22、裝有電動攪拌器的回流反應(yīng)裝置?
安裝有電動攪拌器的反應(yīng)裝置,除按一般玻璃儀器的安裝要求外,還要求:
1.攪拌棒必須與桌面垂直。
2.攪拌棒與玻璃管或液封管的配合應(yīng)松緊適當(dāng),密封嚴密。
3.攪拌棒距燒瓶底應(yīng)保持5mm上的距離。
4.安裝完成后應(yīng)用手轉(zhuǎn)動攪拌棒看是否有阻力;攪拌棒下端是否與燒瓶底溫度計等相碰。如相碰應(yīng)調(diào)整好以后再接通電源,使攪拌正常轉(zhuǎn)動。
23、如何除去液體化合物中的有色雜質(zhì)?如何除去固體化合物中的有色雜質(zhì)?除去固體化合物中的有色雜質(zhì)時應(yīng)注意什么?
答:除去液體化合物中的有色雜質(zhì),通常采用蒸餾的方法,因為雜質(zhì)的相對分子質(zhì)量大,留在殘液中。除去固體化合物中的有色雜質(zhì),通常采用在重結(jié)晶過程中加入活性炭,有色雜質(zhì)吸附在活性炭上,在熱過濾一步除去。除去固體化合物中的有色雜質(zhì)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;
(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。
24、在使用分液漏斗進行分液時,操作中應(yīng)防止哪幾種不正確的做法?
答:1.分離液體時,分液漏斗上的小孔未于大氣相通就打開旋塞。
2.分離液體時,將漏斗拿在手中進行分離。
3.上層液體經(jīng)漏斗的下口放出。
4.沒有將兩層間存在的絮狀物放出。
25、重結(jié)晶時,如果溶液冷卻后不析出晶體怎么辦?
答:可采用下列方法誘發(fā)結(jié)晶:
(1)用玻璃棒摩擦容器內(nèi)壁。
(2)用冰水或其它制冷溶液冷卻。
(3)投入“晶種”。
26、重結(jié)晶操作中,活性炭起什么作用?為什么不能在溶液沸騰時加入?
答:(1)重結(jié)晶操作中,活性炭起脫色和吸附作用。
(2)千萬不能在溶液沸騰時加入,否則會引起暴沸,使溶液溢出,造成產(chǎn)品損失。
五、裝置題
1、水蒸氣蒸餾裝置主要由幾大部分組成?試畫出裝置圖。
答:水蒸氣蒸餾裝置主要由水蒸氣發(fā)生器、三頸瓶和冷凝管三部分組成。
2、以下裝置中請指出它的錯誤之處?并重新畫出正確的裝置?
正確裝置圖
答:主要錯誤有:
(1)、溫度計插入太深,應(yīng)在支管處
(2)、冷凝水的流向不對,應(yīng)從下到上。
(3)、冷凝管用錯,應(yīng)選擇直形冷凝管
(4)、反應(yīng)液太滿,不能超過2/3。