有机实验习题答案

有机实验习题答案
实验1 常压蒸馏
1．为什么蒸馏瓶所盛液体的量一般不超过容积的2/3，也不少于1/3？
（多于2/3，易溅出；少于1/3，相对多的蒸汽残留在烧瓶中，收率低）
2．温度计水银球应处于怎样的位置才能准确测定液体的沸点，画出示意图；水银球位置的高低对温度读数有什么影响？（参见图2-2，温度计水银球处于气液平衡的位置。

位置高，水银球不易充分被馏出液润湿，沸点偏低，位置低，直接感受热源的温度，结果偏高。

）
3．为什么蒸馏时最好控制馏出液的速度为1～2 滴/秒？（保持气液平衡）4．如果加热后发现未加沸石，应如何处理？如果因故中途停止蒸馏，重新蒸馏时，应注意什么？（停止加热，稍冷，再补加沸石。

重新蒸馏时，一定要补加沸石，原来的沸石表面的空隙已充满液体而失效）
5．如果某液体具有恒定的沸点，能否认为该液体一定是纯净的物质？你提纯得到的乙醇是纯净物吗？（不一定，可能是恒沸物；蒸馏得到的乙醇不是纯净物，是恒沸物，参见附录5）
6．在蒸馏过程中，火大小不变，为什么蒸了一段时间后，温度计的读数会突然下降？这意味着什么？（瓶中的蒸气量不够，意味着应停止蒸馏或者某一较低沸点的组分已蒸完。

）
7．蒸馏低沸点或易燃液体时，应如何防止着火？（严禁用明火加热。

收集瓶中的蒸气应用橡皮管引入桌下、水槽或室外。

参见P50 图2-3）
实验2 水蒸气蒸馏
1．应用水蒸气蒸馏的化合物必须具有哪些条件？水蒸气蒸馏适用哪些情况？（参见“二）
2．指出下列各组混合物能否采用水蒸气蒸馏法进行分离。

为什么？
（1）乙二醇和水；（2）对二氯苯和水（对二氯苯和水可以用水蒸气蒸馏分开）
3．为什么水蒸气蒸馏温度总是低于100℃？（因当混合物中各组分的蒸气压总和等于外界大气压时，混合物开始沸腾）
4．简述水蒸气蒸馏操作程序。

（当气从T形管冲出时，先通冷凝水，再将螺旋夹G夹紧，使水蒸气通入D，参见图2-7；结束时，先打开螺旋夹G使体系和大气相通，方可停止加热）。

5．如何判断水蒸气蒸馏可以结束？（当蒸馏液澄清透明时，一般即可停止蒸馏。

）
6．若安全管中水位上升很高，说明什么问题，如何处理？（蒸馏系统阻塞，常见于插入烧瓶中的导管被固体物质堵塞。

先打开T形管螺旋夹，再停止加热。

）7．水蒸气蒸馏时，烧瓶内液体的量最多为多少？（烧瓶容积的1/3）
实验3 乙酸乙酯萃取苯酚
1．实验室现有一混合物的乙醚溶液待分离提纯。

已知其中含有甲苯、苯胺和苯甲酸。

请查阅物理常数，选择合适的溶剂，设计合理方案从混合物中经萃取分离、纯化得到纯净甲苯、苯胺、苯甲酸。

物理常数：
提示：分别用盐酸萃取苯胺，用氢氧化钠萃取苯甲酸，而甲苯留于乙醚中，作进一步分离。

再分别用氢氧化钠和盐酸置换出苯胺和苯甲酸，作进一步分离。

(可计算出所用酸碱的量)。

2．使用分液漏斗的目的是什么？使用时要注意什么？（从液相中萃取有机物或洗涤杂质；使用时应注意事项：参见“五”。

）
3．用乙醚萃取水中的有机物时，要注意哪些事项？（乙醚的沸点很低易挥发，且具有麻醉作用，应注意：附近不要有明火，防止火灾；及时放气，防止冲料；醚层放入锥形瓶并塞好；干燥醚层时，应用手护着瓶塞，否则塞子会被冲掉而打破；所有操作在通风柜进行）
实验4 混合物的分离提纯
1．此三组分离实验中利用了什么性质？在萃取过程中各组分发生的变化是什么？写出分离流程图。

（物质的酸碱性，流程图见上）。

2．乙醚作为一种常用的萃取剂，其优缺点是什么？
（优点：沸点不高易除去，价格适宜，对有机物的溶解性好。

缺点：易燃易爆，易挥发，萃取后常带有一定量的水，有一定的麻醉性。

）
3．若用下列溶剂萃取水溶液，它们将在上层还是下层？
乙酸乙酯，氯仿，己烷，苯。

（上层：乙醚，己烷，苯。

下层：氯仿）。

实验5 重结晶与熔点测定
1．活性炭为什么要在固体物质全部溶完后加入？又为何不能在溶液沸腾时加入？
（便于观察固体全溶解，防止暴沸）
2．抽气过滤收集晶体时，为什要先打开安全瓶的活塞再关水泵？（防止倒流）
3．用有机溶剂重结晶时，容易着火，溶剂容易挥发，如何防止？（水浴加热，回流装置）
4．在布式漏斗中用溶剂洗涤固体时应注意些什么？
（停止抽滤，小心松动晶体，加少量、冷的溶剂使晶体润湿，再抽滤，如此反复2-3
次。

）
5．下列情况对结果有什么影响
A．加热太快（偏高）
B．样品不细装得不紧（传热不好，偏高）
C．样品管粘贴在提勒管壁上（偏低，中部的浴液温度较高）
D．毛细管壁太厚（传热不好，偏高）
E．毛细管不洁净（偏低，有杂质）
F．样品未完全干燥或含有杂质（偏低）
6．两样品的熔点都为150℃，以任何比例混合后测得的熔点仍为150℃,说明什么?（同一物）
7．提勒管法测熔点时，为什么要使用开口木塞？（与大气相通）
8．测过的样品能否重测？（不能，可能晶形发生了改变或分解）
9．熔距短是否就一定是纯物质？（一般是。

若样品的组成与最低共熔点的组成相同时，熔点也很敏锐，不过这种情况很少）
1．下列情况对结果有什么影响
A．加热太快（偏高）
B．样品不细装得不紧（传热不好，偏高）
C．样品管粘贴在提勒管壁上（偏低，中部的浴液温度较高）
D．毛细管壁太厚（传热不好，偏高）
E．毛细管不洁净（偏低，有杂质）
F．样品未完全干燥或含有杂质（偏低）
2．两样品的熔点都为150℃，以任何比例混合后测得的熔点仍为150℃,这说明什么?（同一物）
3．提勒管法测熔点时，为什么要使用开口木塞？
（与大气相通，同时便于观察温度计在软木塞内的刻度读数）
4．测过的样品能否重测？（不能，可能晶形发生了改变或分解）
5．熔距短是否就一定是纯物质？
（一般是。

若样品的组成与最低共熔点的组成相同时，熔点也很敏锐，不过这种情况很少）
实验6 乙酰苯胺的制备
1．本实验采取哪些措施以提高转化率？（加入过量的冰醋酸；不断分馏出生成的水；加入少量的锌粉，以防止反应过程中苯胺被氧化）。

2．为什么分馏出水之前要小火加热，保持微沸15分钟？（生成一定量的产物，同时产生一定量的水，便于分馏）。

3．若本反应的产率为85%，如果要制备10 g乙酰苯胺，苯胺的用量是多少？（8.1g）4．若由苯胺制备对硝基苯胺，通常先将苯胺转化为乙酰苯胺，再硝化，最后水解，为什么？
(因直接硝化，苯胺会被氧化，转化为乙酰苯胺以保护氨基)
5．为什么用分馏装置比蒸馏装置效果好？（分馏装置便于蒸馏出沸点差别不大的组分，蒸出水而不夹带更多的乙酸）
6．分馏时实际上收集的液体比理论上应产生的少要多，为什么？(因除水外，还有乙酸)
7．苯胺是碱而乙酰苯胺不是，解释这种差异。

(后者因氮原子未共用电子对与羰基p-π共轭，电子云向羰基氧偏移，降低其接受质子的能力）。

实验7 正溴丁烷的制备
1．加料时，为什么不可以先使溴化钠与浓硫酸混合，然后加入正丁醇和水？
答：不行。

因为：将激烈反应产生溴和二氧化硫。

2．反应后的粗产物可能含有哪些杂质？各步洗涤的目的何在？
答：反应完后可能含有杂质为：正丁醇、正丁醚、溴、溴化氢、硫酸、硫酸氢钠和水。

蒸出的初产物中可能含有的杂质为：正丁醇、正丁醚、溴、溴化氢、水。

各步洗涤目的：
①水洗除大部分的溴、溴化氢和正丁醇
②浓硫酸洗去正丁醚和残余正丁醇（形成质子化的醚和醇而溶于过量的硫酸）
③水洗除硫酸
④用NaHCO3洗除残余的硫酸
⑤最后用水洗除NaHSO4与过量的NaHCO3等残留物
浓硫酸洗时要用干燥分液漏斗的目的：防止降低硫酸的浓度，影响洗涤效果。

3．回流加热后反应瓶中的内容物呈红棕色，这是什么缘故？蒸馏出粗正溴丁烷后，残余物应趁热倒入回收瓶中，何故？
答：氢溴酸被硫酸氧化生成的溴；硫酸氢钠固体析出，不便清洗。

4．本实验的产品经气相色谱分析，常含有1%~2%的2-溴丁烷，而原料中经检测并没有2-丁醇，如何解释？
答：该反应主要按S N2机理进行，同时，也伴随极少一部分反应物按S N1机理进行，经过碳正离子的重排而生成少量2-溴丁烷。

此外，在硫酸存在下，正丁醇脱水生成丁烯，后者与氢溴酸发生加成反应生成2-溴丁烷。

5．若本实验产物的IR图谱中3000cm-1以上有吸收峰，你认为产品中可能含有什么杂质？
答：可能残留正丁醇和水（O－H伸缩振动的吸收）。

实验8苯亚甲基苯乙酮的制备
1．为什么本实验的主要产物不是苯乙酮的自身缩合或苯甲醛的Cannizzaro反应？
答: 苯乙酮的自身缩合的空间位阻比较大；苯甲醛发生Cannizzaro反应须在更高浓度的碱（40%NaOH）中进行。

2．本实验中如何避免副反应的发生？
答：先将苯乙酮与碱混合，控制低温，防止苯乙酮的自身缩合；采取控温滴加与搅拌，有利于发生交叉羟醛缩合而防止苯甲醛的岐化。

3．本实验中，苯甲醛与苯乙酮加成后为什么不稳定并会立即失水？
答：生成的反式烯烃稳定，或者说亚甲基氢受羰基和羟基的影响比较活泼，易于消除。

实验9 乙酸正丁酯的制备
1．本实验用什么方法提高转化率的？
答：利用分水器将生成的水不断从反应体系中移走，或者加入过量的反应物之一：乙酸。

2．反应结束时，混合物中有哪些杂质？这些杂质是如何除去的？
答：混合物中有哪些杂质：催化剂硫酸，未反应的少量乙酸、正丁醇，水，也可能有极少量的醚和烯；用水洗去大量酸和少量醇，用碳酸钠溶液洗去残留的酸。

用蒸馏法进一步提纯。

3．为什么洗涤粗品时不用NaOH 溶液？
答：碱性太强，可能会有部分酯的水解。

4．比较两种方法所用的实验装置和试剂用量有何不同。

哪种方法更好？
答：分水回流法更好：因为原料未过量，硫酸用量少，反应时间较短，产物纯度高（硫酸用量少，副产物少，未反应的正丁醇少）。

实验10 2-甲基-2-己醇的制备
1.写出溴化正丁基镁与下列化合物作用的反应式，包括反应混合物经酸分解步骤。

（1）二氧化碳 (2)乙醛 （3）苯甲酸乙酯
(1)CH 3CH 2CH 2CH 2COOH (2)CH 3CH 2CH 2CH 23OH (3)C 6H 5CCH 2CH 2CH 2CH 3
OH
CH 2CH 2CH 2CH 3
2.市售的无水乙醚通常含有少量乙醇和水，如果用这种乙醚，对格氏试剂的生成有什么影响？解释原因。

答：因它们含活泼氢，会分解格氏试剂。

3.本实验各步骤均为放热反应，如何控制反应平稳进行？
答：待反应液充分冷却以后，小心控制试剂的滴加速度。

4.实验中正溴丁烷与乙醚的混合液加入过快有何不好？
答：可能冲料，同时可能形成较多的偶联副产物
5.实验中有哪些可能的副反应？应如何避免？
答：
RMgX + H 2O → RH + Mg(OH)X 2 RMgX + O 2 → 2ROMgX
RMgX + R′OH → RH + R′OMgX RMgX + RX → R -R + MgX 2 (偶联反应） RMgX + CO 2 → RCO 2MgX
由于格氏试剂化学性质活泼，反应体系应避免有水、氧气和二氧化碳的存在，因此实验前所用的仪器应全部干燥，试剂要经过严格无水处理。

实验11 苯甲醇和苯甲酸的制备
1．在Cannizzaro 反应中用的醛和在羟醛缩合反应中所用醛的结构有何不同?
答：Cannizzaro 反应中用的醛没有α-氢，而羟醛缩合反应中所用醛有α-氢。

2．本实验中两种产物是根据什么原理来分离提纯的？ 醚层各步洗涤的目的是什么？
答：苯甲醇难溶于水而易溶于乙醚，苯甲酸盐易溶于水而苯甲酸难溶于水。

用饱和亚硫酸氢钠溶液洗涤未反应的苯甲醛；碳酸钠溶液洗涤残留的亚硫酸氢钠和未完全中和的苯甲酸，用水洗残留的碳酸钠。

3．乙醚萃取后的水溶液，用浓盐酸酸化时为什么要酸化到至pH 2~3？若不用试纸检测，怎样判断酸化已经适当？
答：因为苯甲酸的pKa为4.12，根据缓冲溶液公式，若酸化至pH为4左右，酸和盐的浓度相当，进一步酸化至2~3，盐的浓度接近1%。

若不用试纸检测，可观察是否有新的沉淀生成。

4. 写出下列化合物在浓碱存在下发生Cannizzaro反应的主要产物？（分子内的歧化更易发生）
(1)
(2)
CHO
CHO
C
O
CHO
COOH
CH2OH
CCOOH
OH 实验12 肉桂酸的制备
1. 在制备中,回流完毕后加入Na2CO3,使溶液呈碱性,此时溶液中有几种化合物,各以什么形式存在？（肉桂酸盐，苯甲醛，乙酸钠，苯乙烯聚合物等）
2．水蒸气蒸馏前，如果用氢氧化钠溶液代替碳酸钠碱化有什么不好?（碱性太强，会使未反应的苯甲醛发生歧化生成苯甲酸钠和苯甲醇）
3.用水蒸气蒸馏除去什么？能不能不用水蒸气蒸馏？（水蒸气蒸馏除去未反应的苯甲醛；也可用有机溶剂萃取，但与焦状物分离可能不如前者）
实验13 2-硝基-1,3-苯二酚的制备1．为么不能直接硝化，而要先磺化？（否则，间苯二酚会被硝酸氧化）
2．为什么在水蒸气蒸馏前，要除去过量的硝酸？（否则，残留的硝酸会进一步硝化生成多硝基化合物，也可能氧化产物）
3．本实验产率低（10%左右，文献报道为30—35%），为什么？（因为间苯二酚很容易氧化，此外，因空间效应使得进入2位困难）
实验14 安息香的辅酶合成法
1．安息香缩合、羟醛缩合、歧化反应有何不同？
答：芳香醛在氰化钠（钾）或VB1作用下，分子间发生缩合反应生成α-羟酮，称为安息
香缩合反应；有α-氢的或酮在稀碱作用下自身或交叉发生分子间的亲核加成得β-羟基醛或酮的反应称为羟醛（酮）缩合反应；没有α-氢醛在浓碱作用下发生歧化得一分子醇和一分子羧酸叫Cannizzaro反应。

2．为什么加入苯甲醛后，反应混合物的pH要保持9~10左右？溶液pH过低有什么不好？
答：pH要保持9~10，有利于产生噻唑环碳负离子，pH过低，碱性不够，难于产生碳负离子，pH太高，碱性太强，噻唑环会被破坏。

二苯乙二酮的制备
1.冰乙酸的作用是什么？（酸性环境，有利于弱氧化剂的氧化）
2.加40ml水的作用是什么？（有利于产品的分离，乙酸和三氯化铁均溶于水）
3. 在方法二中，两次用到TLC，目的分别是什么？如何利用R f来鉴定化合物？（第一次是跟踪反应，第二次是鉴定产品的纯度；与标准品对照作薄层色谱，比较R f值）。

4.二苯乙二酮的IR谱图有什么特征？
（1700cm－1附近有羰基的伸缩振动吸收；大于30000cm－1附近有苯环C-H伸缩振动，1460~1600与芳环的骨架振动吸收）。

实验15 柱色谱和薄层色谱
1.为什么必须保证所装柱中没有空气泡或断层现象？如何做到？（固定相不均匀，分离效果差；装柱和洗脱时溶剂始终高于固定相液面）
2.柱色谱所选择的洗脱剂为什么要先用非极性或弱极性的，然后再使用较强极性的洗脱剂洗脱？（否则会由于洗脱剂在固定相上被吸附，迫使样品一直保留在流动相中。

）
3.你认为荧光黄和亚甲基蓝哪个极性更大？（荧光黄极性更大）
4.如果柱层析分离的化合物没有颜色，如何得到单一组分？（用薄层色谱跟踪，合适的方法显色，相同的组分合并后，挥干溶剂）
5.制备薄层板时，厚度对样品展开有什么影响？（太厚，展不开；太薄，分离困难）
6.已知有机化合物极性A>B>C，在薄层色谱中，如果选择A作为展开剂，B和C的混合物作为待分析样品，则充分展开显色后，薄层色谱板上通常显示出个斑点。

（一个）
7.用薄层色谱分离用光照射过的偶氮苯样品时，出现两个斑点（顺、反异构体），R f 值较大的斑点所代表的物质是。

（反式，因顺式极性较大，跑得慢些）
8.两个组分A和B已用TLC分开，当溶剂前沿从样品原点算起，移动了6.5cm时，A距原点0.5cm，而B距原点3.6cm。

计算A和B的R f 值。

（0.08；0.55）
实验16 从茶叶中提取咖啡碱
1. 提取咖啡碱时用碳酸钠，它起什么作用？（使生物碱以游离形态存在）
2. 从茶叶中提取的粗咖啡碱有绿色光泽，为什么？（因有绿色光泽色素存在）
3. 蒸馏回收二氯甲烷时，馏出液为何出现混浊？（冷凝管未干燥好）。