化学选择性必修3第二节 研究有机化合物的一般方法示范课课件ppt

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基础落实·必备知识全过关
重难探究·能力素养全提升
教材拓展无水乙醇的制取
蒸馏过程中先蒸出的馏分是沸点较低的甲醇;由于95.6%的乙醇和4.4%的水形成共沸物,其沸点是78.15 ℃,所以77~79 ℃的馏分最多;79 ℃以上的馏分主要是水,量较少。互溶液体的沸点差异不太大时,直接蒸馏可能形成共沸物,如乙醇和水可形成共沸物,难以除去混有的水,如要获得更加纯净的无水乙醇,需先加CaO(吸水剂)再蒸馏。
易错辨析1(1)用乙醇萃取出溴水中的溴,再用蒸馏的方法分离溴与乙醇。(　　)(2)可用饱和碳酸钠溶液除去乙酸乙酯中的乙酸。(　　)(3)甲烷与氯气发生取代反应得到的有机化合物有多种,可以通过分液的方法将它们分离。(　　)(4)分液时,先打开分液漏斗的玻璃塞,再旋开活塞。(　　)
提示 乙醇与水互溶,不能用作萃取剂。
提示 乙酸能与碳酸钠反应,乙酸乙酯不溶于碳酸钠溶液且不与碳酸钠反应,因此可用饱和碳酸钠溶液与乙酸反应并通过分液的方法除去乙酸乙酯中的乙酸。
提示 甲烷与氯气发生取代反应得到的有机化合物是互溶的,分离提纯它们的方法是蒸馏。
易错辨析2(1)重结晶中要求杂质溶解度比被提纯的物质小才能进行分离。(　　)(2)在重结晶实验中,被提纯的物质在溶剂中的溶解度受温度的影响较大时,为减少其损失,应趁热过滤。(　　)(3)分离和提纯都只用到物质的物理性质,与化学性质无关。(　　)
提示 杂质在所选溶剂中的溶解度很大或溶解度很小,都易于除去。
探究一　重结晶法提纯苯甲酸
材料:苯甲酸可用作食品防腐剂。纯净的苯甲酸为无色结晶,其结构可表示为 ,熔点122 ℃,沸点249 ℃。苯甲酸微溶于水,易溶于乙醇等有机溶剂。苯甲酸在水中的溶解度如下:
1.某粗苯甲酸样品中含有少量氯化钠和泥沙,提纯苯甲酸需要经过哪些步骤?氯化钠和泥沙分别在哪一步除去?
提示 提纯步骤有加热溶解——趁热过滤——冷却结晶——过滤。趁热过滤可除去泥沙,冷却结晶析出苯甲酸后再过滤,可除去氯化钠。
2.溶解粗苯甲酸时加热的作用是什么?趁热过滤的目的是什么?3.如何检验提纯后的苯甲酸中氯化钠已被除净?
提示 加热可促进苯甲酸的快速溶解;趁热过滤是防止苯甲酸析出,便于苯甲酸与不溶性杂质分离。
提示 取提纯后的苯甲酸少许,加入水溶解,然后向其中加入硝酸酸化的AgNO3溶液,若无沉淀产生,说明苯甲酸中NaCl已除净。
视角重结晶法的操作与原理1.苯甲酸是最简单的芳香酸。下列有关苯甲酸重结晶实验操作说法正确的是(　　)A.苯甲酸的重结晶实验中要得到纯净的苯甲酸固体需要进行一次过滤操作B.趁热过滤时,为了防止苯甲酸结晶,可先将漏斗进行预热C.趁热过滤后,为了析出更多晶体,热滤液用冰盐水充分冷却,同时缩短结晶的时间D.温度越低,苯甲酸的溶解度越小,所以温度越低越有利于苯甲酸的重结晶实验
解析 要得到纯净的苯甲酸需要进行两次过滤操作,A项错误;给漏斗进行预热,可减小温差,B项正确;趁热过滤后,用冰盐水冷却形成的结晶很小,比表面积大,吸附的杂质多,C项错误;重结晶过程中若温度过低,杂质的溶解度也会降低,部分杂质也会析出,达不到提纯苯甲酸的目的,D项错误。
2.苯甲酸重结晶实验基本操作如下:①将1 g粗苯甲酸加到100 mL的烧杯中,再加入50 mL蒸馏水,然后将烧杯放在陶土网上边搅拌边加热,使粗苯甲酸溶解;②全部溶解后再加入少量蒸馏水并搅拌;③使用短颈玻璃漏斗趁热将溶液过滤到另一100 mL烧杯中,将滤液静置,使其缓慢冷却结晶;④滤出晶体。回答下列问题:(1)上述四步操作过程中需用到玻璃棒的步骤有　　　　　　(填序号); (2)步骤②的目的是　　　　　　　 　　　　　　　　; (3)观察滤液冷却时的实验现象是　　 　　　　　; (4)重结晶后苯甲酸的状态为　 ; (5)为了得到更多的苯甲酸晶体,是不是结晶时温度越低越好?请说明理由     　 。
减少趁热过滤过程中苯甲酸的损失
晶体析出,且越来越多
温度较低时杂质的溶解度也会降低,部分杂质也会析出;温度极低时溶剂水也会结晶析出
解析 重结晶法提纯苯甲酸时,首先将粗苯甲酸溶解在一定量的水中,为了避免过滤过程中苯甲酸结晶析出,一方面在溶解粗苯甲酸后再加少量的蒸馏水,另一方面要趁热过滤;再将滤液冷却至适当的温度,使苯甲酸晶体析出再进行过滤等操作即可。(1)在溶解粗苯甲酸时需要玻璃棒搅拌,在过滤操作时需要玻璃棒引流,防止液体飞溅,因此步骤①②③④均会用到玻璃棒。(2)为了避免过滤过程中苯甲酸结晶析出,可以在溶解粗苯甲酸后再向溶液中添加少量的蒸馏水。(3)冷却苯甲酸的溶液,会观察到苯甲酸晶体析出,并且越来越多。(4)经过重结晶后的苯甲酸为晶体的状态。(5)冷却含苯甲酸的滤液时,降温要适当,若温度过低,一方面部分杂质也有可能析出,另一方面溶剂水也有可能凝固。
易错提醒　结晶与重结晶的比较
探究二　分离和提纯物质的常用方法
1.分离、提纯物质的“四原则”
2.分离、提纯方法的选择
视角1常用分离提纯方法的仪器选择1.下列操作中,选择的仪器正确的是(　　)①分离汽油和氯化钠溶液　②从含Fe3+的自来水中得到蒸馏水　③分离氯化钾和二氧化锰的混合物　④从氯化钠溶液中得到氯化钠晶体
A.①—丁　②—丙　③—甲　④—乙B.①—乙　②—丙　③—甲　④—丁C.①—丁　②—丙　③—乙　④—甲D.①—丙　②—乙　③—丁　④—甲
解析 ①汽油和氯化钠溶液互不相溶,可用分液法分离,丁为分液装置,故①—丁;②从含Fe3+的自来水中得到蒸馏水,可用蒸馏法,丙为蒸馏装置,故②—丙;③氯化钾易溶于水,二氧化锰难溶于水,可用过滤法分离,甲为过滤装置,故③—甲;④氯化钠易溶于水,溶解度受温度影响变化不大,可用蒸发结晶法从氯化钠溶液中得到氯化钠晶体,乙为蒸发结晶装置,故④—乙;故选A。
2.[2023江苏无锡高二检测]按以下实验方案可从某些海洋动物中提取具有抗肿瘤活性的天然产物。下列说法错误的是(　　)A.步骤(1)需要过滤装置B.步骤(2)需要用到分液漏斗C.步骤(3)需要用到坩埚D.步骤(4)需要蒸馏装置
解析 步骤(1)的操作应为过滤,需要过滤装置;步骤(2)分液得到水层和有机层,需用到分液漏斗;步骤(3)的操作应为蒸发结晶,需用蒸发皿而不是坩埚;步骤(4)从有机层中分离出甲苯需用蒸馏的方法。
【变式设问】(1)可以采用什么方法提纯最后得到的粗产品?(2)已知甲苯的密度比水小,步骤(2)中如何得到有机层液体?
提示 可以采用重结晶的方法。
提示 甲苯位于上层,将下层液体放出后,上层液体从分液漏斗的上口倒出,即可得到有机层液体。
视角2常用分离提纯方法的操作3.下列关于蒸馏操作的有关说法正确的是(　　)A.温度计的水银球应插入液面以下B.蒸馏过程中,加入沸石(或碎瓷片)的目的是防止暴沸C.冷凝管进出水的方向是上进下出D.用烧杯接收蒸馏出来的液体
解析 蒸馏操作中温度计的水银球应放在支管口处;冷凝管进出水的方向是下进上出;蒸馏时用锥形瓶接收蒸馏出来的液体。
4.下列实验操作错误的是(　　)A.蒸发时,应使混合物中的水分完全蒸干后,才能停止加热B.蒸馏时,应使温度计水银球靠近蒸馏烧瓶的支管口处C.分液时,分液漏斗中下层液体从下口放出,上层液体从上口倒出D.萃取时,应选择与原溶剂互不相溶的萃取剂
解析 蒸发时当出现大量固体或剩余少量溶剂时停止加热,A错误;蒸馏时,温度计测量的是物质的沸点,即蒸气的温度,故放置于蒸馏烧瓶支管口处,B正确;分液时,下层液体从下口放出,为了避免交叉污染,上层液体从上口倒出,C正确;萃取剂应满足与原溶剂不反应、不互溶、溶解待提纯物质的能力强等要求,D正确。
视角3常用分离提纯方法的选择5.纯碱和氯化钠的溶解度曲线如图,将纯碱从氯化钠和纯碱的混合物中分离出来,最好应用(　　)A.蒸馏法B.萃取法C.重结晶法D.分液法
解析 由图示可知纯碱的溶解度随温度变化较大,氯化钠的溶解度随温度变化不大,所以将混合物在热水中溶解、降温,则纯碱析出,然后过滤,氯化钠留在水溶液中。即采用重结晶的方法将纯碱从氯化钠和纯碱的混合物中分离出来。
6.除去下列括号内的杂质通常采用的方法是什么?将答案填在横线上。(1)H2O(NaCl、MgCl2)　　　　　　。 (2)CH3OH(H2O)　 　　　　　(已知CH3OH为甲醇,沸点为64.7 ℃)。 
蒸馏(或先加入生石灰后再蒸馏)
解析 蒸馏是根据液体的热稳定性及与杂质(可以是液体也可以是固体)的沸点差别较大的特点来提纯液态物质;重结晶用于固体的分离。