有机实验思考题及参考答案

基础有机实验基本要求一、基本知识1. 玻璃仪器名称2. 实验报告：含原理(反应)、物理常数、仪器装置、操作注意事项(合成实验写操作步骤)、实验记录(包括时间、操作、现象、备注)；结果(合成产品包括理论产量、实际产量、产率、产品物性)；实验讨论部分3. 热源选择，明火加热时石棉网离玻璃仪器底部的距离4. 回流、蒸馏速度选择5. 冷凝管冷却介质选择6. 反应、蒸馏装置中温度计的位置7. 分液漏斗检漏、使用及维护方法(包括上层液和下层液分别从哪倒出、分液漏斗静置、洗涤萃取、分液操作方法)8. 液体干燥剂的选择、干燥操作方法、干燥剂用量确定9. 阿贝折光仪使用方法二、基本操作1. 重结晶①重结晶原理及适用场合；②重结晶装置；③溶剂选择的方法；④溶剂用量确定方法；⑤活性炭用量确定及加入时间；⑥热过滤操作要点(溶液尽量烫、布氏漏斗尽量烫、热溶剂润湿、滤纸剪法、动作快、布氏漏斗的安装方向、过滤完毕先通大气再关闭减压水泵)2.简单蒸馏①掌握蒸馏装置、操作要点；②蒸馏操作的用途及适用场合；③馏出液纯度测定方法；④沸石的作用；若要补加沸石，需注意什么？⑤馏出液速度如何控制；⑥终点判断；⑦先停火还是先关冷凝水？3.水蒸汽蒸馏①原理、适用场合、适用三条件；②正规水蒸汽蒸馏和简易水蒸汽蒸馏装置；③安全管、T形夹作用；④可蒸馏样品量和三口瓶体积的关系、蒸汽导入管位置；⑤蒸馏速度；⑥终点判断；⑦如何判断哪层是有机物；⑧样品乳化不分层如何处理。

三、主要合成实验要求1. 乙酸乙酯的制备①酯化反应特点；②如何提高反应速率及产率；③本实验以哪个原料为基准计算产率；④粗产品中会有哪些杂质？这些杂质是如何除去的？是否可以用浓氢氧化钠溶液代替饱和碳酸钠溶液来洗涤蒸馏液？为什么？⑤食盐水的作用，为什么要用食盐水？是否可用蒸馏水代替食盐水？⑥本实验产品为什么不能用氯化钙干燥；⑦本实验采用哪些措施来提高可逆反应的转化率；如何控制原料的滴加速度？2. 正丁醚的制备①反应装置；②正丁醚的制备原理；③分水器的原理、用途、适用条件和使用方法；④投料时为什么要将正丁醇和浓硫酸混合均匀；⑤粗产品为什么可用50％硫酸处理精制，原理是什么，是否可用98％浓硫酸精制；⑥最后蒸馏时，选用什么冷凝管，为什么？3. 1-溴丁烷的制备①合成原理；②本实验应根据哪种药品的用量计算理论产量；加料顺序；为什么加入硫酸时要充分振荡，振摇不充分有什么后果？③硫酸的作用是什么，硫酸浓度太高或太低对实验有什么影响；④气体吸收吸收什么气体，可用什么液体来吸收，对气体导管插入位置有什么要求；⑤回流过程中，反应液逐渐分成两层，产品应处于哪一层，上层液体有些发黄甚至为棕红色是什么原因；⑥粗产品用浓硫酸可除去哪些杂质；原理是什么，此步操作要注意什么问题？⑦用碳酸钠溶液洗涤要注意什么。

4.肉桂酸的制备①合成原理；②本实验的原料药品为什么需要处理，如何处理；③回流反应时，选用什么冷凝管，为什么？④温度过高对反应有什么影响；⑤水蒸气蒸馏的目的是什么？是否可不进行水蒸气蒸馏而直接加NaOH处理？后处理加碱和加酸的目的和原理；⑥加活性炭的目的是什么？减压热过滤的操作注意事项；减压过滤操作的注意事项；⑦沸水浴的目的和操作注意事项；⑧反应混合物中的苯甲醛可否用蒸馏方法除去，为什么？5.双酚A的制备①合成原理及主要的副反应和副产物；②苯酚的称取和加料操作；用什么称取？可否量筒量取？为什么取苯酚前需加热？③此合成反应为什么需要搅拌？温度计的安装有什么注意事项？④温度过高对反应有什么影响；会熟练控制水浴温度；⑤过滤时加两张滤纸，否则强酸性条件滤纸易被抽穿；检验洗涤液酸性，应取漏斗下流出的滤液检验。

⑥硫酸起什么作用？硫酸浓度过高和过低有何不好？参考答案一、基本知识1.实验室中常用的标准接口玻璃仪器如下图所示：短颈圆底烧瓶斜三颈烧瓶梨形烧瓶蒸馏头标准接头分馏头二口接管接受管真空接受管搅拌器套管温度计套管直形冷凝管球形冷凝管蛇形冷凝管图一常用的标准接口玻璃仪器3. 热源选择，明火加热时石棉网离烧瓶底部的距离答：易燃、易挥发的溶剂不得在敞口容器中加热；易燃、易挥发的溶剂不能用直接火加热，一般采用电热包加热；<80℃可用水浴加热，>80℃可选择适当的油浴加热。

明火加热时石棉网离烧瓶底部的距离5-8mm 。

4. 回流、蒸馏速度选择答：每秒1-2滴；回流还可观察蒸气在回流冷凝管中的高度，不超过第二个球即可。

5. 冷凝管冷却介质选择答：<140℃，水冷却，采用水冷凝管；≥140℃，空气冷却，采用空气冷凝管。

6. 反应、蒸馏中温度计的位置答：反应装置中，温度计水银球应浸入反应液但不能接触瓶壁，若反应液太少，则在保证不接触瓶壁的前提下尽可能将水银球浸入反应液；蒸馏装置中(如右图所示)，温度计水银球的上端应与蒸馏头支图二普通蒸馏装置及温度计位置管的底边在一条水平线，在蒸馏时水银球能完全为蒸气所包围，才能正确地测量出蒸气的8. 液体干燥剂的选择、干燥操作方法、干燥剂用量确定答：1)干燥剂的选择：所用干燥剂不与所干燥物质发生反应或催化作用；不溶于该液体；在使用时还要考虑干燥剂的吸水量和干燥效能。

2)干燥剂的用量：干燥剂会吸附有机产品，加得太多影响产品收率；干燥剂的用量为10ml液体约0.5-1g。

一般采用现场观察法确定干燥剂的用量，分批少加，每加一次，充分振荡后静止一段时间，直到浑浊的有机液体清澈透明为止，然后静置10-20min或更长时间。

二、基本操作1. 重结晶①重结晶原理及适用场合；答：重结晶的原理——利用溶剂对被提纯物质和杂质的溶解度不同，使被提纯物质从过饱和溶液中析出，而杂质大部分或全部留在溶液中，从而达到提纯目的。

方法——把溶液进行加热，使溶液蒸发到一定浓度（或饱和溶液）后，再将溶液冷却，就会有晶体析出。

适用场合——适用于杂质含量5％以下固体有机物的提纯。

2．操作方法①溶解通常选择在锥形瓶中进行重结晶，溶剂可由冷凝管上口加入。

②脱色溶液中存在的有色杂质，一般利用活性炭脱色。

活性炭的用量，以能完全除去颜色为度。

为了避免过量，应分成小量逐次加入。

并要注意先让溶液稍冷后才加活性炭，并须不断搅动，以免发生暴沸。

加完活性炭，需煮沸一段时间才能达到脱色效果。

过滤可采用保温漏斗或布氏漏斗热过滤。

③冷却结晶 将热滤液缓慢冷却，溶解度减小，溶质即可部分析出。

结晶的关键是控制冷却速度，使溶质真正成为晶体析出并长到适当大小，所得的晶体比较纯净。

如果溶液浓度较大、冷却较快、剧烈搅拌时，析出的晶体很细，总表面积大，表面上吸附或粘附的母液总量也较多，晶体纯度和质量往往不好。

晶体析出后，用布氏漏斗进行减压过滤。

晶体用少量溶剂洗涤，抽干溶剂，最后采用适当的方法对晶体进行干燥。

②重结晶装置；答：一般选用普通回流装置③溶剂选择的方法；答：进行重结晶用的溶剂必须具备以下条件：(1)不与重结晶的物质发生化学反应；(2)在高温时，重结晶物质在溶剂中的溶解度较大，而在低温时则小；(3)杂质的溶解度或是很大（待重结晶物质析出时，杂质仍留在母液里）或是很小（待重结晶物质溶解在溶剂里，借过滤除去杂质）；(4)容易和重结晶物质分离；(5)沸点必须低于重结晶物质的熔点；(6)能给出较好的晶体；(7)要适当考虑溶剂的毒性、易燃性、价格和溶剂回收等。

④溶剂用量确定方法；答：分次补加溶剂，直至样品全溶，制成饱和溶液后，再过量15%~20%溶剂。

⑤活性炭用量确定及加入时间；答：活性炭的用量，以能完全除去颜色为度。

为了避免过量，应分成小量逐次加入。

溶液稍冷后才加活性炭，并须不断搅动，以免发生暴沸。

⑥热过滤操作要点答：溶液尽量烫、布氏漏斗尽量烫(布氏漏斗要事先预热)；滤纸半径应略小于布氏漏斗内径，以全部盖住布氏漏斗小孔为宜；用热溶剂把平铺在漏斗上的滤纸润湿，然后抽气减压使滤纸紧贴漏斗后才能倒入需过滤的混合物。

布氏漏斗的安装要使其下端斜口正对吸滤瓶的支管口；过滤操作要迅速、紧凑，布氏漏斗上要盖一表面皿，防止溶剂挥发；过滤完毕先通大气再关闭减压水泵2.简单蒸馏：①掌握蒸馏装置、操作要点；答：普通蒸馏装置见图二，选用圆底烧瓶，由所蒸馏的液体的体积来决定，蒸馏的液体的体积应占圆底烧瓶容量的1/3 2/3。

操作要点：搭蒸馏装置（动作迅速、从左到右，自下而上）；冷凝管的正确选择；温度计水银球的位置；蒸馏前加沸石；加热前通冷却水，冷却水下口进，上口出，蒸馏结束后先撤热源，后停冷却水；蒸馏过程中各装置接口处紧密无松动；接受瓶预先称重并记录；馏出液速度的控制；当烧瓶中仅残留少量液体时，应停止蒸馏②蒸馏操作的用途及适用场合；答：蒸馏操作的用途——把挥发性物质与不挥发性物质分离，还可以把沸点不同的物质以及有色的杂质等分离；通常两组分沸点差大于30℃就可采用蒸馏进行分离。

③馏出液纯度测定方法；答：馏分的沸点范围越窄，则馏分的纯度越高，即馏出液的馏程(开始收集馏分和停止收集馏分的温度范围)越短、且纯组分的沸点在馏程范围内，纯度越高；也可测定馏出液的折光率，若与纯组分的折光率非常相近，则纯度较高，反之纯度不高。

④沸石的作用；如果蒸馏前忘加沸石，能否立即将沸石加至即将沸腾的液体中？当重新进行蒸馏时，用过的沸石能否继续使用？答：沸石的作用是防止暴沸；要补加沸石，须将液体充分冷却到其沸点之下，否则加入沸石会引起暴沸；一旦液体停止沸腾冷却，所加的沸石就失去作用，重新蒸馏必须补加沸石，不能继续使用用过的沸石。

⑤馏出液速度如何控制？答：每秒1-2滴。

⑥终点判断答：温度高于收集的馏程上限；或稳定的温度突然下降，说明所收集的馏分已蒸完，而高沸点的馏分蒸气未能上升到温度计水银球的高度，这也可以说明达到蒸馏终点；如果是较纯的液体蒸馏时，可能不会出现上述两种情况，此时当烧瓶中仅残留少量液体时，应停止蒸馏。

⑦先停火还是先关冷凝水？答：加热前通冷却水，冷却水下口进，上口出，蒸馏结束后先撤热源，后停冷却水。

3.水蒸汽蒸馏①原理、适用场合、适用三条件；答：定义——水蒸气蒸馏操作是将水蒸气通入不溶或难溶于水但有一定挥发性的有机物质（近100℃时其蒸气压至少为1333.2Pa，10mmHg）中，使该有机物质在低于100℃的温度下，随着水蒸气一起蒸馏出来。

原理——两种互不相溶的液体混合物的蒸气压，等于两液体单独存在时的蒸气压之和。

当组成混合物的两液体的蒸气压之和等于大气压力时，混合液体开始沸腾。

互不相溶的液体混合物的沸点，要比每一物质单独存在时的沸点低。

因此，在不溶于水的有机物质中，通入水蒸气进行水蒸气蒸馏时，在比该物质的沸点低得多的温度，而且比100℃还要低的温度就可以使该物质蒸馏出来。

适用场合——混合物中含有大量的固体，通常的蒸馏、过滤、萃取等方法都不能适用；混合物中含有焦油状物质，采用通常的蒸馏、萃取等方法非常困难；在常压下蒸馏会发生分解的高沸点有机物质。