重要有机物的实验室制法

第1页共16页重要有机物的实验室制法教学目标知识技能：掌握重要有机物的实验室制法和工业制法。能力培养：培养学生认真审题、析题、快速解题的能力；培养学生自学能力、思维能力，以及概括总结和语言表述能力。科学思想：通过复习培养学生运用辩证唯物主义观点对化学现象和化学本质辩证认识。科学品质：激发学生学习兴趣，培养学生严谨求实、独立思考的科学态度。科学方法：培养学生科学抽象、概括整理、归纳总结、准确系统地掌握知识规律的方法。重点、难点重点：掌握重要有机物的实验室制法。难点：激发学生的学习兴趣，培养学生严谨求实的优良品质，使学生感悟到科学的魅力。教学过程设计教师活动【引入】这节课我们复习有机实验，这部分内容需要大家掌握重要有机物的实验室制法。【板书】重要有机物的实验室制法【投影】例1（1997年全国高考题）1，2-二溴乙烷可作汽油抗爆剂的添加剂，常温下它是无色液体，密度2.18g·cm-3，沸点131.4℃，熔点9.79℃，不溶于水，易溶于醇、醚、丙酮等有机溶剂。在实验室中可以用图4-3所示装置制备1，第2页共16页2-二溴乙烷。其中分液漏斗和烧瓶a中装有乙醇和浓硫酸的混合液，试管d中装有液溴（表面覆盖少量水）。填写下列空白：（1）写出本题中制备1，2-二溴乙烷的两个化学反应方程式______。（2）安全瓶b可以防止倒吸，并可以检查实验进行时试管d是否发生堵塞，请写出发生堵塞时瓶b中的现象______。（3）容器c中NaOH溶液的作用是______。学生活动回忆有机实验的有关内容，明确任务，做好知识准备，并记录笔记。阅读、思考、讨论。学生进行分析：制1，2-二溴乙烷需用乙烯和溴的加成。通过观察实验装置，可知a是制乙烯装置，b是安全瓶防止液体倒吸。锥形瓶的水中插有一直玻璃管，主要作用是检查试管d是否堵塞。当d堵塞时，气体不畅通，则在b中气体产生的压强将水压入直玻璃管中，甚至溢出玻璃管。c中盛氢氧化钠液，其作用是洗涤乙烯；除去其中含有的杂质（CO2、SO2等）。乙烯在d中反应，最后一个锥形瓶的作用是吸收Br2（气），防止空气污染。解答：（1）CH3CH2OHCH=CH2↑+H2OCH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br第3页共16页（2）b中水面会下降、玻璃管中的水柱会上升，甚至溢出。（3）除去乙烯中带有的酸性气体或答除去CO2和SO2。（4）某学生在做此实验时，使用一定量的液溴，当溴全部褪色时，所消耗乙醇和浓硫酸混合液的量，比正常情况下超过许多。如果装置的气密性没有问题，试分析其可能的原因_____。【组织讨论】请分组讨论，认真分析并做答。（4）原因：①乙烯发生（或通过液溴）速率过快；②实验过程中，乙醇和浓硫酸的混合液没有迅速达到170℃（答“控温不当”亦可）。【讲评】此题第（1）问多数同学能答对，而后三问有很多同学答错或答的不够准确，原因在哪儿呢？思考、分析并回答：（1）对b装置的功能理解不透，而导致失分；（2）对乙醇和浓硫酸混合液加热反应过程中溶液颜色由无色到棕色最后到黑色的原因不清楚；（3）题中第（4）问要求考生有一定的分析评价能力，学生往往理解不了，而感到无从入手，从而导致失分。倾听，坚定信心。【讲评】由大家的分析我们可看出高考题离我们并不遥远，难度也并不是深不可测，只要我们基本功扎实，具有一定的分析问题、解决问题的能力，就一定会在高考中取得好成绩。此题考查了乙烯的实验室制法，除此之外，还要求大家掌握甲烷、乙炔的实验室制法。【板书】（一）气态物质：CH4C2H4C2H2【投影】CH4、C2H4、C2H2的实验室制法比较回忆、查阅、填表、记笔记第4页共16页【讲述】请大家再次看例1，重新体会一下高考题确实离不开课本上的基础知识。另外，从整体上看，大家对气体的制备、除杂、验证及有毒气体的吸收能分析清楚，而对实验操作过程中的安全问题根本想不到或思考不到位。通常设计化学实验时，为了保证操作人员的安全，保障实验如期顺利进行，往往要设置安全装置；一般在涉及气体的实验中最为常见，请大家看投影上九个装置，涉及到的安全问题有哪些？【投影】第5页共16页讨论、分析并回答：涉及到的安全问题有：防倒吸、防堵塞、防爆炸、防污染等安全问题。【提问】上述九种装置哪些是防倒吸安全装置？哪些是防堵塞安全装置？哪些是防爆炸安全装置？哪些是防污染安全装置？请大家对号入座。观察、思考、讨论，得出结论：（1）防倒吸安全装置①隔离式（图①）原理是导气管末端不插入液体中，导气管与液体呈隔离状态。制取溴苯的实验中设置这一装置吸收HBr。②倒置漏斗式（图②）原理是由于漏斗容积较大，当水进入漏斗内时，烧杯中液面显著下降而低于漏斗口，液体又流落到烧杯中。制取HCl气体的实验中设置这一装置吸收HCl尾气，1993年高考实验试题设置这一装置吸收HBr尾气。③接收式（图③）原理是使用较大容积的容器将可能倒吸来的液体接收，防止进入前端装置（气体发生装置等）。1996年高考实验试题设置这一装置接收可能倒吸的水，防止进入灼热的硬质试管中。第6页共16页（2）防堵塞安全装置④液封式（图④）原理是流动的气体若在前方受阻，锥形瓶内液面下降，玻璃管中水柱上升。1997年高考实验试题中设置了这一装置，该装置除了检查堵塞之外，还可防止倒吸。⑤恒压式（图⑤）原理是使分液漏斗与烧瓶内气压相同，保证漏斗中液体顺利流出。1995年上海高考实验试题设置了这一装置。（3）防爆炸安全装置⑥散热式（图⑥）原理是由于内塞金属丝能吸收分散热量，使回火不能进入前端贮气或气体发生装置。（4）防污染安全装置⑦灼烧式（图⑦）原理是有毒可燃性气体（CO）被灼烧除去。⑧吸收式（图⑧）原理是有毒气体如Cl2、SO2、H2S等与碱反应被除去。⑨收集式（图⑨）原理是用气球将有害气体收集起来，另作处理。【板书】（二）液态物质：硝基苯溴苯乙酸乙酯【讲述】曾经在1995年高考中考查了硝基苯的实验室制法，请大家看投影。【投影】例2实验室制备硝基苯的主要步骤如下：①配制一定比例的浓硫酸和浓硝酸的混合液，加入反应器中。②向室温下的混合酸中逐滴加入一定量的苯，充分振荡，混合均匀。③在50～60℃下发生反应，直至反应结束。④除去混合酸后，粗产品依次用蒸馏水和5％NaOH溶液洗涤，最后再用蒸馏水洗涤。⑤将用无水CaCl2干燥后的粗硝基苯进行蒸馏，得到纯硝基苯。填写下列空白：（1）配制一定比例浓硫酸与浓硝酸混合酸时，操作注意事项是__________。（2）步骤③中，为了使反应在50～60℃下进行，常用的方法是__________。（3）步骤④中，洗涤、分离粗硝基苯应使用的仪器是_______________。第7页共16页（4）步骤④中粗产品用质量分数为5％NaOH溶液洗涤的目的是___________。（5）纯硝基苯无色，密度比水______（填大或小），具有__________气味的液体。【组织讨论】请分组讨论，认真分析，派代表回答。记录笔记。阅读、思考、讨论并分析回答：本题涉及浓硫酸的稀释应将浓硫酸向水中注入，由于稀释过程中放热，应及时搅拌冷却；控温在100℃下时，应采用水浴加热；分离两种互不相溶的液体，应使用分液漏斗分液；产品的提纯应根据其杂质的性质采取适当的方法。答案：（1）先将浓硝酸注入容器中，再慢慢注入浓硫酸，并及时搅拌和冷却；（2）将反应器放在50～60℃的水浴中加热；（3）分液漏斗；（4）除去粗产品中残留的酸；（5）大，苦杏仁。【讲述】对学生的分析进行表扬和鼓励。本题通过硝基苯的制取，考查了实验的基本操作技能和常用仪器的使用，希望学生在复习过程中要重视化学基础知识和基本技能的训练。【投影】硝基苯、溴苯、乙酸乙酯的实验室制法比较，请同学们根据记忆及查阅课本，完成此表。倾听。回忆、查阅、填表、记笔记。第8页共16页【投影】例3已知乙醇可以和氯化钙反应生成微溶于水的CaCl2·6C2H5OH。有关的有机试剂的沸点如下：CH3COOC2H577.1℃；C2H5OH78.3℃；C2H5OC2H534.5℃；CH3COOH118℃。实验室合成乙酸乙酯粗产品的步骤如下：第9页共16页在蒸馏烧瓶内将过量的乙醇与少量浓硫酸混合，然后经分液漏斗边滴加醋酸边加热蒸馏，得到含有乙醇、乙醚和水的乙酸乙酯粗产品。（1）反应加入的乙醇是过量的，其目的是：_____________________________。（2）边滴加醋酸，边加热蒸馏的目的是：_________________________________。将粗产品再经下列步骤精制。（3）为除去其中的醋酸，可向产品中加入（填字母）（）（A）无水乙醇；（B）碳酸钠；（C）无水醋酸钠（4）再向其中加入饱和氯化钙溶液，振荡、分离，其目的是：_______________。（5）然后再向其中加入无水硫酸钠，振荡，其目的是：_________________。最后，将经过上述处理后的液体倒入另一干燥的蒸馏瓶内，再蒸馏，弃去低沸点馏分，收集沸程76～78℃之间的馏分即得。【组织讨论】请分组讨论，认真分析，派代表回答。阅读、思考、抢答，讨论分析：根据题意可知合成乙酸乙酯；同时还要精制乙酸乙酯。首先考虑有机物的合成是可逆反应，需采取什么措施使合成酯的平衡向右方向进行。根据平衡原理，增加反应物浓度或减少生成物的浓度使平衡向右方向移动。另外根据各物质的特殊性质，通过化学反应，除去杂质，而增加乙酸乙酯的产率。由此可得到正确结论：（1）加过量乙醇：即是增加一种反应物，有利于酯化反应向正反应方向进行。（2）边加热蒸馏的目的：因为乙酸乙酯的沸点低于乙醇和乙酸，蒸出生成物，有利于酯化反应平衡向正方向进行。第10页共16页（3）为除去醋酸，应加入（B）碳酸钠粉末。（4）再加入氯化钙的目的是：除去粗产品中的乙醇。（因为能生成CaCl2·6C2H5OH）（5）然后再加无水硫酸钠的目的是：除去粗产品中的水。（因为能生成Na2SO4·10H2O【板书】（三）固态物质：酚醛树脂【投影】例4实验室用下图所示装置制取酚醛树脂。制备时，应先在大试管中加入规定量的__________，再加入一定量的_____________作催化剂，然后把试管放在沸水中加热。待反应不再剧烈进行时，应继续一段时间，做完实验应及时清洗_____________，若不易清洗，可加入少量______________浸泡几分钟，再进行清洗。生成的树脂是_____________态物质，呈______________色，试管上方单孔塞连线的长导管的作用是______________________，反应的化学方程式为_______________________。【提问】请一名学生回答前几问，另请一名学生板演化学方程式。阅读、思考、讨论并回答。答案：苯酚和甲醛溶液；浓盐酸；加热；试管；酒精；粘稠液；褐；导气、冷凝。第11页共16页【投影】例5（1998年全国高考题）A～D是中学化学实验中常见的几种温度计装置示意图。（1）请从①～⑧中选出必须使用温度计的实验，把编号填入最适宜的装置图A～C的空格中。①酒清和浓硫酸混合加热制乙烯②电石跟水反应制乙炔③分离苯和硝基苯的混合物④苯和溴的取代反应⑤石油的分馏实验⑥浓盐酸和二氧化锰混合加热制氯气⑦测定硝酸钾在水中溶解度⑧食盐和浓硫酸混合加热制氯化氢第12页共16页阅读、思考。（2）选用装置D做苯的硝化实验，D中长玻璃管的作用是_______________。【提问】通常，温度计在实验中有哪些功能呢？请分组讨论，认真分析并派代表回答本题各问。思考、讨论并归纳：（1）测水浴温度，如制硝基苯；（2）测反应液体温度，如制乙烯；（3）测物质的溶解度，如测硝酸钾等；（4）用于沸点不同，互溶且相互不发生化学反应的液体混合物的分离，如石油的分馏。首先要明确哪些实验必须使用温度计，其次对所需温度计的实验进一步明确温度计水银球所放的位置，对D中长玻璃导管作用，要把熟悉的制溴苯、乙酸乙酯的实验进行联想，完成迁移。答案：（1）A①B③⑤C⑦（2）减少苯的挥发（或答起冷凝器的作用）。精选题一、选择题1．下列物质中能使酸性KMnO4溶液褪色，但不能与Br2水反应