内容正文:
第二节 研究有机化合物的一般方法
第1课时 有机化合物的分离、提纯
学习目标
核心素养
1.通过蒸馏法、萃取法、重结晶法实验原理和基本操作的学习,认识科学探究过程的步骤,学会研究有机化合物的一般步骤和方法。
2.初步学会分离提纯有机物的常规方法。
科学探究与创新意识:通过实验探究蒸馏法、萃取法、重结晶法等在有机物分离和提纯中的应用,培养实验探究问题和自行设计实验方案解决问题的能力。
[对应学生用书第14页]
一、研究有机化合物的基本步骤
分离、提纯→确定实验式→确定分子式→确定分子结构
二、分离、提纯
1.蒸馏
(1)用途:分离和提纯液态有机化合物的常用方法。
(2)适用范围:当液态有机化合物含有少量杂质,而且该有机化合物热稳定性较高,其沸点与杂质的沸点相差较大时,可用蒸馏法提纯。
(3)实验装置
注意事项:
①温度计水银球位于蒸馏烧瓶支管口处。
②碎瓷片的作用:使液体平稳沸腾,防止暴沸。
③冷凝管中水流的方向是下口进入,上口流出。
(4)实例:分离、提纯二氯甲烷(沸点40 ℃)、三氯甲烷(沸点62 ℃)和四氯化碳(沸点77 ℃)的方法就是蒸馏法。
2.萃取
萃取包括液-液萃取和固-液萃取。
(1)萃取的原理
①液-液萃取是利用待分离组分在两种不互溶的溶剂中的溶解度不同,将其从一种溶剂转移到另一种溶剂的过程。
②固-液萃取是用溶剂从固体物质中溶解出待分离组分的过程。
(2)萃取剂的选择
①萃取剂与原溶剂不互溶。
②待分离组分在萃取剂中的溶解度大于原溶剂。
③萃取剂与原溶液的成分不反应。
常用的萃取剂有乙醚(C2H5OC2H5)、乙酸乙酯、二氯甲烷等。
(3)分液:将萃取后的两层液体分开的操作。
(4)装置图(如图)
注意事项:
①分液时,上层液体从上口倒出。
②萃取剂与原溶剂不能互溶,且不与溶质反应。
3.重结晶:重结晶是提纯固体有机化合物常用的方法。
(1)原理:利用被提纯物质与杂质在同一溶剂中的溶解度不同而将杂质除去。
(2)溶剂的选择
①杂质在所选溶剂中的溶解度很小或溶解度很大,易于除去。
②被提纯的有机化合物在所选溶剂中的溶解度受温度的影响较大,能够进行冷却结晶。
(3)实验探究:重结晶法提纯苯甲酸的装置图及操作步骤如下。
1.现有三组液体:①碘水;②30%的乙醇溶液;③水和汽油,分离以上各混合液的正确方法依次是 ( )
A.分液、萃取、蒸馏 B.萃取、蒸馏、分液
C.分液、蒸馏、萃取 D.蒸馏、萃取、分液
解析 ①碘不易溶于水,易溶于有机溶剂,则选择萃取法分离;②30%的乙醇溶液,乙醇与水互溶,但两者沸点不同,则选择蒸馏法分离;③水和汽油不互溶,静置后分层,则选择分液法分离。
答案 B
2.关于重结晶的说法,错误的是 ( )
A.被重结晶提纯的物质的溶解度随温度变化大
B.溶解度很小的杂质留在了趁热过滤的滤渣里
C.重结晶的步骤为:加热溶解、冷却过滤、结晶
D.重结晶的首要工作是选择适当的溶剂
答案 C
[对应学生用书第15页]
要点 有机物分离、提纯的常用方法及选择
已知:苯甲醛在空气中易被氧化;苯甲醇的沸点为205.7 ℃;苯甲酸的熔点为122 ℃,沸点为249 ℃,在水中的溶解度为0.34 g (25 ℃);乙醚的沸点为34.8 ℃,微溶于水。实验室制备苯甲醇和苯甲酸的化学原理如下:
制备苯甲醇和苯甲酸的主要过程如下所示:
1.操作Ⅰ的名称是什么?乙醚溶液中所溶解的主要成分是什么?
提示:由题意可知,白色糊状物主要成分为苯甲醇和苯甲酸钾;加入水和乙醚后,根据相似相溶原理,乙醚中主要溶有苯甲醇,水中主要溶有苯甲酸钾,两种液体可用分液法分离。
2.操作Ⅱ的名称是什么?有什么判断依据?产品甲是什么?
提示:溶解在乙醚中的苯甲醇沸点与乙醚沸点相差较大,可采用蒸馏法分离二者,所以操作Ⅱ是蒸馏,产品甲是苯甲醇。
3.操作Ⅲ的名称是什么?有什么判断依据?产品乙是什么?
提示:水溶液中含有苯甲酸钾,加入盐酸后生成的苯甲酸为微溶于水的晶体,可过滤分离,所以操作Ⅲ是过滤,产品乙是苯甲酸。
1.有机物分离、提纯的常用方法
方法
目的
主要仪器
实例
蒸馏
分离、提纯沸点相差很大的液态混合物
蒸馏烧瓶、冷凝管
分离乙酸和乙醇
续表
方法
目的
主要仪器
实例
萃取
将有机物从一种溶剂转移到另一种溶剂
分液漏斗
用四氯化碳将碘水中的碘提取出来
分液
分离互不相溶的液态混合物
分液漏斗
分离汽油和水
重结晶
利用温度对溶解度的影响提纯有机物
烧杯、酒精灯、蒸发皿、漏斗
提纯苯甲酸
洗气
分离提纯气体混合物
洗气瓶
除去甲烷中的乙烯
2.物质分离、提纯方法的选择
首先要熟记各种分离、提纯方法的适用范围,然后根据被提纯物质与杂质性质的差异选择合适的分离、提纯方法。
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