一、高考有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的考點(diǎn)分析及解答策略

有機(jī)制備實(shí)驗(yàn)是一類以有機(jī)物的制備為載體綜合性實(shí)驗(yàn)試題。這類題型多以工業(yè)生產(chǎn)的真實(shí)過程為素材，題目情境新穎、信息量大，內(nèi)容科學(xué)，能體現(xiàn)化學(xué)的應(yīng)用價(jià)值，同時(shí)考查的落腳點(diǎn)又是高中學(xué)生必備的基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能，能很好地考察學(xué)生對(duì)考試大綱的接受、吸收及整合化學(xué)信息的能力。是近幾年高考命題的熱點(diǎn)，也是我們?cè)诟呖紡?fù)習(xí)中必須突破的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

不過如果能對(duì)基本的化學(xué)制備及凈化原理理解，靈活運(yùn)用，解決此類問題使是一件很容易的事。

1、有機(jī)制備實(shí)驗(yàn)的考査方式

要通過選擇正確的制備路線和合適的反應(yīng)裝置來制備合成。

由于制備的物質(zhì)往往是混有過量的反應(yīng)物及副產(chǎn)物的混合物，還需要通過適當(dāng)?shù)氖侄螌?duì)物質(zhì)進(jìn)行分離和提純，才能得到純度較高的產(chǎn)品。

2、有機(jī)制備實(shí)驗(yàn)往往包括兩個(gè)過程:制備合成和分離純化。

（1）制備合成過程：

①反應(yīng)原理：合成路線的選擇與評(píng)價(jià)，可能的副反應(yīng)控制；

②反應(yīng)裝置：儀器的選擇、識(shí)別，裝置作用分析；

③?操作順序：如加料順序、點(diǎn)火加熱順序、反應(yīng)條件的控制等。

（2）分離提純過程：

①分析雜質(zhì)：產(chǎn)生原理及可能混有的雜質(zhì)；

②除雜試劑：所加試劑的作用及目的；

③除雜方法：操作順序、注意事項(xiàng)等細(xì)節(jié)等。

④產(chǎn)品檢驗(yàn)：對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行產(chǎn)率的計(jì)算、是純度的測(cè)定等。

二、有機(jī)制備實(shí)驗(yàn)的應(yīng)對(duì)策略

1.了解有機(jī)物制備合成的常見實(shí)驗(yàn)裝置

①發(fā)生裝置：若所制備的是氣體物質(zhì)，就選用氣體發(fā)生裝置；

②固體或液體物質(zhì)裝置：則需要根據(jù)反應(yīng)條件、反應(yīng)原料和反應(yīng)產(chǎn)物的性質(zhì)等選擇合適的發(fā)生裝置。

如根據(jù)反應(yīng)產(chǎn)物與反應(yīng)原料的沸點(diǎn)差異，制備裝置可以分為兩類:

蒸餾裝置：一般產(chǎn)物的沸點(diǎn)明顯低于反應(yīng)原料的沸點(diǎn)，可選擇蒸餾裝置。

如乙酸乙酯的制備，及時(shí)地將產(chǎn)物蒸出有利于化學(xué)平衡正向移動(dòng)從而提髙產(chǎn)率；

回流裝置：如果產(chǎn)物的沸點(diǎn)高于反應(yīng)原料的沸點(diǎn)，則多采用回流裝置。

如硝基苯的制備，因?yàn)橛袡C(jī)制備實(shí)驗(yàn)往往反應(yīng)時(shí)間長，反應(yīng)原料易揮發(fā)，采用回流裝置能減少原料的損失。

裝置主要由反應(yīng)容器和冷凝（管）裝置組成。

反應(yīng)容器：圓底燒瓶、雙頸燒瓶或三頸燒瓶等。

冷凝管：直形冷凝管、球形冷凝管、蛇形冷凝管和空氣冷凝管。

使用時(shí)需要根據(jù)用途及反應(yīng)混合物的沸點(diǎn)高低來選擇。

蒸餾：多用直形冷凝管，但當(dāng)被加熱的液體沸點(diǎn)髙于140℃時(shí)，可選用空氣冷凝管，以免冷凝管通水冷卻時(shí)導(dǎo)致玻璃溫差大而炸裂。

回流：多選用球形冷凝管，其受熱面積大，冷凝效果好。若被加熱的液體沸點(diǎn)很低或其中有毒性較大的物質(zhì)時(shí)，則可選用蛇形冷凝管，以提高冷卻效率。

此外，根據(jù)反應(yīng)的不同，還可在反應(yīng)容器上裝配其他儀器。

如溫度計(jì)、攪拌器、滴加液體的分液漏斗（或恒壓滴液漏斗）、干燥管、分水器等，如果反應(yīng)中有氣體生成，還必須有氣體吸收裝置。

2.?掌握有機(jī)物分離提純的一般步驟和方法，分析產(chǎn)品中的雜質(zhì)：

①分析雜質(zhì)：

制得的產(chǎn)品中的雜質(zhì)主要有三個(gè)來源:

一是未反應(yīng)完全的原料，包括催化劑；二是生成物中除產(chǎn)物外的其他物質(zhì)；三是副反應(yīng)產(chǎn)物。

②液體產(chǎn)物的純化：

粗分離：

液體產(chǎn)品的提純往往包括粗分離和精分離兩個(gè)提純過程。在粗分離過程中，通常是三個(gè)步驟:

第一步水洗，目的是洗去大部分易溶于水的雜質(zhì)；

第二步無機(jī)試劑洗滌，目的是洗去容易與無機(jī)試劑反應(yīng)的雜質(zhì)，如乙酸乙酯的制備中用飽和如Na2CO3溶液洗去乙酸，制取溴苯后加NaOH溶液洗去液溴等；

第三步再水洗，洗去第二步中加入的無機(jī)試劑。每一次洗滌后均需分液。

精分離：

一般是在粗分離后，向粗產(chǎn)品中先加干燥劑除去微量水，再蒸餾，收集溫度為產(chǎn)物沸點(diǎn)的餾分，即得到較高純度的產(chǎn)品。

③固體產(chǎn)物的純化：

固體粗產(chǎn)物可用過濾、重結(jié)晶等方法來精制。

要注意掌握并運(yùn)用過濾、分液、蒸餾、重結(jié)晶等物質(zhì)分離提純的基本方法。

④計(jì)算產(chǎn)率及對(duì)實(shí)驗(yàn)分析評(píng)價(jià)的方法：

在計(jì)算時(shí)，要判斷過量與不足，應(yīng)用不足量的反應(yīng)物的量代入化學(xué)方程式，計(jì)算出產(chǎn)物的理論產(chǎn)量：產(chǎn)率=實(shí)際產(chǎn)量/ 理論產(chǎn)量×100%。

進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，可以從以下幾方面考慮：

? ?①反應(yīng)原理：

若可逆反應(yīng)，反應(yīng)物不可能全部轉(zhuǎn)化成產(chǎn)物；

若有副反應(yīng)，一部分原料消耗在副反應(yīng)中。

? ?②實(shí)驗(yàn)操作:

在制備反應(yīng)中，若反應(yīng)時(shí)間不足、溫度控制不好或攪拌不夠充分等都會(huì)引起實(shí)驗(yàn)產(chǎn)率降低；

此外，分離和提純過程中也可能造成較大的損失。

三、有關(guān)實(shí)驗(yàn)中常用的實(shí)驗(yàn)方法：

1、有機(jī)化學(xué)反應(yīng)加熱方法：

一般不采用明火直接加熱，許多有機(jī)物易揮發(fā)、易燃，容易造成安全問題；另外儀器也容易受熱不均勻而破裂。如果要控制加熱的溫度，增大受熱面積，使反應(yīng)物質(zhì)受熱均勻，避免局部過熱而分解，常采用減壓蒸餾、或回流，但低沸點(diǎn)易燃物等不適用，最好用適當(dāng)?shù)臒嵩〖訜帷?/p>

(1)水?。哼m用于加熱溫度不超過100℃的反應(yīng)可用沸水浴或蒸汽浴加熱。

(2)油?。杭訜釡囟仍?00℃－250℃時(shí)，可用油浴。常用的油類有液體石蠟、植物油、硬化油、硅油和真空泵油，后兩者在250℃以上時(shí)仍較穩(wěn)定。

(3)砂?。寒?dāng)加熱溫度必須達(dá)到數(shù)百度以上時(shí)，往往使用砂浴。

(4)熔鹽?。寒?dāng)反應(yīng)溫度在幾百度以上時(shí)，也可采用熔鹽浴加熱。熔鹽在700℃以下是穩(wěn)定的，但使用時(shí)必須小心，防止濺到皮膚上造成嚴(yán)重的燒傷。

(5)電熱套：電熱套加熱已成為實(shí)驗(yàn)室常用的加熱裝置。尤其在加熱和蒸餾易燃有機(jī)物時(shí)，由于它不是明火，因此具有不易引起著火的優(yōu)點(diǎn)，熱效率也高。加熱溫度可通過調(diào)壓器控制，最高溫度可達(dá)400℃左右。?

2、沸石的作用：

沸石就是未上釉的瓷片敲碎而成的小粒。它上面有很多毛細(xì)孔，當(dāng)液體加熱時(shí)，能產(chǎn)生細(xì)小的氣泡，成為沸騰中心。這樣可以防止液體加熱時(shí)產(chǎn)生過熱現(xiàn)象，防止暴沸，使沸騰保持平穩(wěn)。

一般加熱回流、蒸餾、分餾、水蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生水蒸汽都需要加沸石。但減壓蒸餾、水蒸氣蒸餾、電動(dòng)攪拌反應(yīng)不需要加沸石。

如果事先忘了加沸石，決不能在液體加熱到沸騰時(shí)補(bǔ)加。因?yàn)檫@樣會(huì)引起劇烈暴沸，使液體沖出瓶外，還容易發(fā)生著火事故。故應(yīng)該在冷卻一段時(shí)間后再補(bǔ)加。

2、無水CaCl2等有機(jī)干燥劑：

由于醇、酚、胺類物質(zhì)能與CaCl2形成絡(luò)合物，故無水CaCl2不能干燥這些物質(zhì)。由于工業(yè)CaCl2中含有氫氧化鈣和氧化鈣，故也不能干燥酸類物質(zhì)。

3、冷凝回流裝置：

在室溫下反應(yīng)速度很慢或難以進(jìn)行，為了使反應(yīng)盡快地進(jìn)行，常常需要使反應(yīng)物質(zhì)較長時(shí)間保持沸騰。在這種情況下，就需要使用回流冷凝裝置，使蒸氣不斷地在冷凝管內(nèi)冷凝后返回反應(yīng)器中，以防止反應(yīng)瓶中的物料逃逸損失。

回流裝置一般用球形冷凝管，自下而上通冷卻水，水流速度不必很快。物料加量一般約占反應(yīng)瓶容量的1/3至1/2，最多不超過2/3。?

4、蒸餾裝置構(gòu)造、安裝及注意事項(xiàng)：

蒸餾裝置主要包括蒸餾燒瓶、蒸餾頭、溫度計(jì)、直形冷凝管、接液管和接受瓶。

安裝時(shí)注意事項(xiàng)：

(1)一般的安裝順序是自下而上，從左到右安裝。先固定熱源的高度，以它為基準(zhǔn)，再順次安裝其它儀器。

(2)不允許鐵夾子直接夾玻璃儀器，應(yīng)在夾子上襯墊橡皮、石棉等，以防止夾破儀器。

(3)常壓蒸餾裝置必須與大氣相通。

(4)蒸餾瓶中的物料量應(yīng)占蒸餾瓶容積的1/3～2/3。

(5)溫度計(jì)安裝的標(biāo)準(zhǔn)高度是：水銀球的上端應(yīng)與蒸餾頭支管的下沿在一條水平線上。

(6)一般蒸餾時(shí)，要加沸石。在一次持續(xù)蒸餾時(shí)，沸石一直有效；一旦中途停止沸騰或蒸餾，原有沸石即失效，再次加熱蒸餾時(shí)，應(yīng)補(bǔ)加新沸石。如果事先忘了加沸石，決不能在液體加熱到沸騰時(shí)補(bǔ)加。因?yàn)檫@樣會(huì)引起劇烈暴沸，使液體沖出瓶外，還容易產(chǎn)生著火事故。故應(yīng)該在冷卻一段時(shí)間后再補(bǔ)加。

(7)蒸餾的產(chǎn)品如果沒干燥徹底，會(huì)有前餾分，應(yīng)另瓶接收，接收產(chǎn)品的瓶子應(yīng)事先稱重。

(8)當(dāng)蒸餾沸點(diǎn)高于140℃的物質(zhì)時(shí)，應(yīng)該換用空氣冷凝管。

5、萃取分液注意事項(xiàng)：

洗滌和萃取時(shí)注意事項(xiàng)：

(1)分液漏斗在長期放置時(shí)，為防止蓋子的旋塞粘接在一起，一般都襯有一層紙。使用前，要先去掉襯紙，檢查蓋子和旋塞是否漏水。如果漏水，應(yīng)涂凡士林后，再檢驗(yàn)，直到不漏才能用。涂凡士林時(shí)，應(yīng)在旋塞上涂薄薄一層，插上旋轉(zhuǎn)幾周；但孔的周圍不能涂，以免堵塞孔洞。

(2)萃取時(shí)要充分振搖，注意正確的操作姿勢(shì)和方法。

(3)振搖時(shí)，往往會(huì)有氣體產(chǎn)生，要及時(shí)放氣。

(4)分液時(shí)，下層液體應(yīng)從旋塞放出，上層液體應(yīng)從上口倒出。

(5)分液時(shí)，先把頂上的蓋子打開，或旋轉(zhuǎn)蓋子，使蓋子上的凹縫或小孔對(duì)準(zhǔn)漏斗上口頸部的小孔，以便與大氣相通。

(6)在萃取和分液時(shí)，上下兩層液體都應(yīng)該保留到實(shí)驗(yàn)完畢。以防止操作失誤時(shí)，能夠補(bǔ)救。

(7)分液漏斗用畢，要洗凈，將蓋子和旋塞分別用紙條襯好。

6、分液漏斗和滴液漏斗的區(qū)別：

分液漏斗主要用于分離和萃取液體有機(jī)物質(zhì)。而滴液漏斗主要用于反應(yīng)時(shí)滴加反應(yīng)物料。滴液漏斗分為球形滴液漏斗和恒壓滴液漏斗。球形滴液漏斗的旋塞下面有一個(gè)小玻璃泡，通過它可以觀察和控制滴加速度。恒壓滴液漏斗適用于滴加低沸點(diǎn)易揮發(fā)、不能與空氣接觸的物料。

7、直形冷凝管和空氣冷凝管區(qū)別：

直形冷凝管主要用于蒸餾；球形冷凝管主要用于回流，它的內(nèi)夾層為球狀，增加了冷卻的面積。但不能用于蒸餾，因?yàn)樵谛∏虿繒?huì)殘留物料。

8、蒸餾和分餾的區(qū)別：

普通蒸餾法只能分離液體和不揮發(fā)的物質(zhì)、或混合物中各組分沸點(diǎn)相差較大的液體。如果混合物中各組分的沸點(diǎn)相差不太大，用普通蒸餾法就難以分開，這時(shí)就需要用分餾方法進(jìn)行分離。

分餾的原理就是在分餾柱中進(jìn)行多次氣化和冷凝，相當(dāng)于進(jìn)行多次的蒸餾，而把各組分分開。分餾的效率視分餾柱的類型和高度而定。目前，最精密的分餾設(shè)備能把沸點(diǎn)相差1－2℃的混合物分開。

9、測(cè)定有機(jī)化合物熔點(diǎn)的目的：

測(cè)定有機(jī)化合物熔點(diǎn)的目的是初步鑒定有機(jī)化合物，并能初步判斷其純度。因純度越高，距標(biāo)準(zhǔn)值越接近，熔程越小。

10、重結(jié)晶原理：

固體有機(jī)物在溶劑中的溶解度與溫度有關(guān)，一般溫度升高，溶解度增大。若把樣品溶解在熱溶劑中達(dá)到飽和，冷卻時(shí)由于溶解度的降低，溶液變成過飽和而析出晶體。利用溶劑對(duì)被提純物質(zhì)和雜質(zhì)的溶解度不同，可使被提純物質(zhì)從過飽和溶液中析出，而讓雜質(zhì)全部或大部分仍留在溶液中，從而達(dá)到提純的目的。

11、乙酸乙酯制備時(shí)提高產(chǎn)率的措施：

讓乙醇過量，邊反應(yīng)邊蒸出反應(yīng)生成的酯和水，使平衡向右移動(dòng)。

12、粗乙酸乙酯純化：

分別用飽和Na2CO3溶液洗滌除去乙酸、飽和食鹽水洗滌殘余的Na2CO3、飽和CaCl2溶液洗滌除去乙醇、無水硫酸鎂干燥除去殘余的水。

13、升華法純化固體物質(zhì)滿足條件及特點(diǎn)：

被升華的物質(zhì)只有在其熔點(diǎn)溫度以下具有相當(dāng)高的蒸氣壓(高于2.67KPa)，才可用升華法純化。升華可除去不揮發(fā)的雜質(zhì)，常可得到較高純度的產(chǎn)物，但其操作時(shí)間長，損失也較大，在實(shí)驗(yàn)室里只適用于較少量物質(zhì)的純化。

14、減壓蒸餾適用物質(zhì)：

減壓蒸餾特別適用于那些在常壓蒸餾時(shí)，未達(dá)到沸點(diǎn)即已受熱分解、氧化或聚合的物質(zhì)的純化。也適應(yīng)于那些沸點(diǎn)較高，常壓不容易蒸出的物質(zhì)的蒸餾。