2020届化学高考二轮复习（浙江）有机化学实验学案
展开第6讲 有机化学实验
[考试说明]
知识内容 | 考试要求 |
(1)烷烃、烯烃和炔烃等脂肪烃的化学性质(取代反应、加成反应、加聚反应) | c |
(2)醇、酚的组成和结构特点 | b |
(3)卤代烃的化学性质 | c |
(4)醛、羧酸的组成、结构和性质特点 | b |
(5)葡萄糖的检验原理和方法 | b |
(6)淀粉、纤维素的化学性质及主要用途 | b |
(7)蛋白质的检验和提纯 | b |
(8)苯的结构特点和化学性质 | b |
(9)苯的同系物的结构特点和化学性质 | c |
(10)乙酸乙酯的制备实验 | b |
(11)甲醛的性质、用途以及对健康的危害 | b |
(12)卤代烃的应用以及对人类生活的影响 | a |
有机物的鉴别、检验与推断[学生用书P74]
1．常见有机物的鉴别方法
试剂 | 银氨溶液 | 新制Cu(OH)2 悬浊液 | 酸性KMnO4溶液 | 溴水 | 碘水 | FeCl3 溶液 | 石蕊 溶液 | |
少量 | 浓，过量 | |||||||
被鉴别 的物质 | 醛、还原性糖、甲酸、甲酸盐、甲酸酯等含醛基的物质 | 含、—C≡C—、 —CHO的物质、苯的同系物等 | 含、 —C≡C—、 —CHO的物质 | 酚类 物质 | 淀粉 | 酚类 物质 | 含 —COOH 的物质 | |
反应 现象 | 出现银镜 | 煮沸后产生砖红色沉淀 | 酸性KMnO4溶液褪色 | 水层、有机层均变成无色 | 产生白 色沉淀 | 呈蓝色 | 呈紫色 | 溶液显 红色 |
2.有机物的检验与推断
(1)卤代烃中卤族元素的检验
①原理
⇒根据沉淀AgX颜色判断X是Cl、Br还是I
⇒同上原理判断X的类型(此方法只适用于能发生消去反应的卤代烃)
②步骤：取少量卤代烃―→加NaOH(醇)溶液―→加热―→冷却―→加足量稀HNO3―→加AgNO3。
(2)淀粉水解程度的推断
①原理：(C6H10O5)n＋nH2OnC6H12O6；
淀粉遇碘水变蓝；
CH2OH(CHOH)4CHO＋2Ag(NH3)2OH
CH2OH(CHOH)4COONH4＋H2O＋2Ag↓＋3NH3。
③现象与结论：A为出现银镜，B为无明显变化，则淀粉完全水解。
A为出现银镜，B为变蓝，则淀粉部分水解。
A为无明显变化，B为变蓝，则淀粉未水解。
(3)醛基的检验
①原理：R—CHO＋2Ag(NH3)2OHRCOONH4＋3NH3＋2Ag↓＋H2O或R—CHO＋2Cu(OH)2＋NaOHRCOONa＋Cu2O↓＋3H2O。
②步骤：取少量待检液摇匀
出现银镜或砖红色沉淀
③现象与结论：出现银镜或砖红色沉淀，则含有醛基。
④银氨溶液与新制氢氧化铜悬浊液配制
a．取1 mL 2%的硝酸银溶液于试管中，在不断振荡试管的同时向试管中滴加2%的稀氨水，直至产生的沉淀恰好完全溶解。
AgNO3＋NH3·H2O===AgOH↓＋NH4NO3，
AgOH＋2NH3·H2O===Ag(NH3)2OH＋2H2O。
b．向试管里加入3 mL 5%的NaOH溶液，滴入3～4滴2%的CuSO4溶液，振荡均匀。
上述两种溶液都保证在强碱性条件下使用。
(4)蛋白质的检验方法
方法或试剂 | 现象 |
灼烧 | 烧焦羽毛气味 |
茚三酮溶液 | 蓝紫色 |
浓HNO3 | 黄色 |
1．下列关于有机物因果关系的叙述完全正确的一组是( )
选项 | 原因 | 结论 |
A | 乙烯和苯都能使溴水褪色 | 乙烯和苯分子都含有碳碳双键 |
B | 乙酸乙酯和乙烯一定条件下都能和水反应 | 两者属于同一类型的反应 |
C | 乙酸和葡萄糖都能与新制的氢氧化铜悬浊液反应 | 两者所含的官能团相同 |
D | 乙烯能使溴的四氯化碳溶液和酸性高锰酸钾溶液褪色 | 两者褪色的本质不相同 |
解析：选D。苯分子中不存在碳碳双键，不能与溴水反应，但能萃取溴水中的溴单质，A错误。乙酸乙酯水解属于取代反应，乙烯与水反应属于加成反应，B错误。乙酸含有羧基，与Cu(OH)2发生的是酸碱中和反应；葡萄糖与新制Cu(OH)2悬浊液反应可生成砖红色沉淀Cu2O，是因为葡萄糖中含有醛基，发生氧化反应，C错误。乙烯中含有碳碳双键可与溴加成，可被酸性高锰酸钾溶液氧化，D正确。
2．下列实验能获得成功的是( )
A．氯乙烷与NaOH溶液共热，在水解后的溶液中加入AgNO3溶液检验Cl－
B．向苯酚浓溶液中滴入少量浓溴水可观察到白色三溴苯酚沉淀
C．苯和液溴用铁作催化剂生成溴苯
D．向淀粉在酸性条件下水解的产物中加银氨溶液，水浴加热，检验葡萄糖的生成
解析：选C。A项应先加入HNO3中和过量的NaOH；B项苯酚和过量浓溴水发生反应，能产生白色沉淀，若和少量浓溴水发生反应，则产生的三溴苯酚会溶解在过量的苯酚中，故观察不到白色沉淀；D项银镜反应需要在碱性条件下进行。
3．如图所示，试分析确定各有机物的结构简式。
A_____________，B_____________，C_______________________________，
D_____________，E_____________，F______________________________________，
G_____________。
解析：由题图所示可知，D的水解产物为B、G，且B可发生银镜反应，这是解题的突破口。依题意D为酯，它的水解产物醇与羧酸中能发生银镜反应的必是甲酸，所以B是甲酸。G与B蒸气的密度相同，B是甲酸，其相对分子质量为46，则G的相对分子质量也为46，这样的醇必为乙醇。显然D为甲酸乙酯，又E为酯，且与D互为同分异构体，所以E为乙酸甲酯。A经氧化得B，A经还原得到C，B为甲酸，故C为甲醇，A为甲醛。E水解得F与C，则F为乙酸。
答案：HCHO HCOOH CH3OH HCOOC2H5 CH3COOCH3 CH3COOH CH3CH2OH
有机物的制备与分离提纯[学生用书P75]
1．有机物的制备
实验名称 | 装置特点 | 反应原理 | 反应操作与条件 | 产品检验、分离 |
制备乙 酸乙酯 | ①长导管作用 ②导管位置 | CH3COOH＋CH3CH2OH CH3COOC2H5＋ H2O | ①先加乙醇，再加浓H2SO4和冰醋酸 ②用酒精灯均匀加热试管，且时间不能太长 | ①闻气味或观察Na2CO3溶液上层液体 ②分液后取上层液体 ③饱和Na2CO3有三个作用：减少CH3COOC2H5溶解度，吸收挥发出来的乙酸和乙醇 |
制备溴苯 | ①冷凝管作用 ②Br2干扰的排除 ③产物分离 | ①将Br2与混合液加入三颈烧瓶，再加入铁粉，实验完成后加入NaOH ②接冷凝管，防止Br2和挥发 ③排除Br2对HBr检验的干扰 | 反应完成后，向三颈烧瓶混合液中加NaOH，过滤，分液，取下层油状液体，洗涤、干燥即得到无色溴苯 | |
制备酚 醛树脂 | ①水浴加热意义 ②长导管作用 | ①用水浴加热控制温度 ②用长导管冷凝，减少HCHO挥发 ③大试管中加2.5 g ，再加2.5 mL 40% HCHO溶液，后加少量浓盐酸 | 产物取出，观察固态物质颜色 | |
制备乙烯 | ①长导管作用 ②干扰气体去除 | CH3CH2OHH2O＋CH2===CH2↑ | ①先加无水乙醇，再加浓H2SO4，加入沸石，加热 ②加热快速升温到170 ℃ ③用NaOH溶液吸收副反应产生的CO2、SO2等气体 | 用排水法收集；通入溴的CCl4溶液中检验 |
2．混合物的分离提纯
混合物 | 除杂试剂 | 分离方法 | 化学方程式或离子方程式 |
乙烷(乙烯) | 溴水、NaOH溶液(除去 挥发出的Br2蒸气) | 洗气 | CH2===CH2＋Br2―→CH2BrCH2Br Br2＋2NaOH===NaBr＋NaBrO＋H2O |
续 表
混合物 | 除杂试剂 | 分离方法 | 化学方程式或离子方程式 |
乙烯(SO2、CO2) | NaOH溶液 | 洗气 | SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O |
提取白酒中的酒精 | —— | 蒸馏 | —— |
从95%的酒精中 提取无水酒精 | 新制的生石灰 | 蒸馏 | CaO＋H2O===Ca(OH)2 |
提取碘水中的碘 | 汽油或苯或四氯化碳 | 萃取、分液、 蒸馏 | —— |
溴化钠溶液 (碘化钠) | 溴的四氯化碳溶液 | 萃取、分液 | Br2＋2I－===I2＋2Br－ |
乙醇(乙酸) | NaOH、Na2CO3、NaHCO3 溶液均可 | 蒸馏 | CH3COOH＋NaOH―→CH3COONa＋H2O 2CH3COOH＋Na2CO3―→2CH3COONa＋CO2↑＋H2O CH3COOH＋NaHCO3―→CH3COONa＋CO2↑＋H2O |
乙酸(乙醇) | NaOH溶液、稀H2SO4 | 蒸发、蒸馏 | CH3COOH＋NaOH―→CH3COONa＋H2O 2CH3COONa＋H2SO4―→Na2SO4＋2CH3COOH |
提纯蛋白质 |
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蒸馏水 | 渗析 | —— |
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浓轻金属盐溶液 | 盐析 | —— |
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高级脂肪酸钠 溶液(甘油) | 食盐 | 盐析 | —— |
1．分离乙酸乙酯、乙酸和乙醇混合物的实验操作流程图如下所示：
上述实验过程中，所涉及的三次分离操作分别是( )
A．①蒸馏；②过滤；③分液
B．①分液；②蒸馏；③结晶、过滤
C．①蒸馏；②分液；③分液
D．①分液；②蒸馏；③蒸馏
解析：选D。分析图示以及各物质的性质，乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中的溶解度较小，乙酸、乙醇的溶解度大，三者均为液态物质，①采取分液法；分离后甲溶液为乙醇、乙酸钠和水的混合物，根据各物质的沸点不同，②采用蒸馏法；分离后乙溶液为乙酸钠的水溶液，若制得纯净的乙酸需加入硫酸进行蒸馏，③采用蒸馏法。
2．下面是甲、乙、丙三位同学制取乙酸乙酯的过程，请你参与并协助他们完成相关实验任务。
【实验目的】 制取乙酸乙酯
【实验原理】 甲、乙、丙三位同学均采取乙醇、乙酸与浓硫酸混合共热的方法制取乙酸乙酯，反应的化学方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
其中浓硫酸的作用是________和________。
【装置设计】 甲、乙、丙三位同学分别设计下列三套实验装置：
请从甲、乙两位同学设计的装置中选择一种作为实验室制取乙酸乙酯的装置，选择的装置是________(选填“甲”或“乙”)。
丙同学将甲装置中的玻璃管改成球形干燥管，除起冷凝作用外，另一重要作用是________________。
【实验步骤】
①按选择的实验装置，在试管中先加入3 mL乙醇，并在摇动下缓缓加入2 mL浓硫酸充分摇匀，冷却后再加入2 mL冰醋酸；
②将试管固定在铁架台上；
③在试管B中加入适量的______________；
④用酒精灯对试管A加热；
⑤当观察到试管B中有明显现象时停止实验。
解析：制备乙酸乙酯的反应中浓硫酸既作催化剂又作吸水剂(吸收水促使平衡右移)，提高反应产率。用饱和碳酸钠溶液吸收乙酸乙酯时，要注意防倒吸，不能插入液面以下，也可以用丙中的装置，连接一个干燥管防倒吸。
答案：【实验原理】CH3COOH＋C2H5OHH2O＋CH3COOC2H5 催化剂 吸水剂(顺序可以颠倒)
【装置设计】乙 防止倒吸
【实验步骤】饱和Na2CO3溶液
实验室里制取乙酸乙酯的注意事项
(1)加入试剂的顺序为C2H5OH→浓硫酸(或CH3COOH)→CH3COOH(或浓硫酸)，特别注意不能先加浓硫酸。
(2)导管不能插入到Na2CO3溶液中(防止倒吸)。
(3)对反应物加热不能剧烈，以减少反应物的挥发。
