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。

适用条件——被蒸馏的物质不溶或难溶于水；100℃左右不与水反应；100℃左右有一定挥发性(>10mmHg)

②水蒸汽蒸馏装置：

③安全管、T形夹作用；

答：安全管用来观察系统的压力是否正常，并可防止压力过高引起爆炸危险；若安全管中水面异常升高，则说明某一部分被阻塞了（通常是由于水蒸气导入管被树脂状物质或焦油状物堵塞），系统未与大气相通，应立即打开T形管上的弹簧夹通大气。

T形管用来除去水蒸气中冷凝下来的水，有时在操作发生不正常的情况下，可使水蒸气发生器与大气相通。

④可蒸馏样品量和蒸馏瓶体积的关系、蒸汽导入管位置；

答：蒸馏的液体量不能超过蒸馏瓶容积的1/3；水蒸气导入管应正对烧瓶底中央，距瓶底约8～10mm。

⑤蒸馏速度2～3滴/秒；

⑥终点判断；

答：用小试管盛清水接2-3滴馏出液，对光观察，澄清透明无明显油珠，则蒸馏完成。

⑦如何判断哪层是有机物；

答：可加入少量水，液体体积不增加的那一层为有机层。

⑧样品乳化不分层如何处理。

答：可加入实验，增加水相密度，促进分层。

三、主要合成实验要求

1. 乙酸乙酯的制备

①酯化反应特点；

答：酯化反应一般是可逆反应，在一定条件下达到平衡，原料转化率不高。

②如何提高反应速率及产率；

答：通过适当提高反应温度、使用合适的催化剂提高反应速率；采用加入过量乙醇反应过程中不断蒸出产物，促进平衡向生成酯的方向移动。

③本实验以哪个原料为基准计算产率；

答：乙酸。

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？

答：粗产品中主要含有未反应的乙酸和乙醇，以及副反应生成的乙醚。乙醚可最后蒸馏提纯时除去。乙酸用饱和碳酸钠水溶液洗涤除去，乙醇用饱和氯化钙溶液洗涤除去，因

·4C2H5OH，溶于水不溶于乙酸乙酯而除去。

为乙醇与氯化钙生成结晶醇CaCl

2

不能用浓氢氧化钠溶液代替饱和碳酸钠溶液，因为碱性太强导致乙酸乙酯碱性水解而损失。

⑥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？

答：食盐水洗去乙酸乙酯层中残留的少量碳酸钠。粗乙酸乙酯用饱和碳酸钠溶液洗涤之后，酯层中残留少量碳酸钠，若立即用饱和氯化钙溶液洗涤会生成不溶性碳酸钙，往往呈絮状物存在于溶液中，使分液漏斗堵塞，所以在用饱和氯化钙溶液洗涤之前，必须用饱和氯化钠溶液洗涤，以便除去残留的碳酸钠。不能用水代替饱和食盐水，一是因为乙酸乙酯在水中的溶解度较大，若用水洗涤，必然会有一定量的酯溶解在水中而造成损失；另外乙酸乙酯的相对密度（0.9005）与水接近，在水洗后很难立即分层。饱和氯化钠溶液对有机物起盐析作用，使乙酸乙酯在水中的溶解度大降低；同时饱和氯化钠溶液的相对密度较大，在洗涤之后，静置便可分离。因此，用饱和氯化钠溶液洗涤既可减少酯的损失，又可缩短洗涤时间。

⑦本实验产品为什么不能用氯化钙干燥；（用生石灰）

答：乙酸乙酯会与氯化钙生成络合物，造成产品的损失。

2. 正丁醚的制备

①反应装置；

答：带分水器的回流装置。

②正丁醚的制备原理；

参见实验教材。

③分水器的原理、用途、适用条件和使用方法；

答：利用恒沸混合物蒸馏方法，将有机物和生成的水一起蒸出，回流到分水器中，水和有机物因不溶而分层，密度小的上层有机层不断流回到反应瓶中，水因密度更大沉到下层而将生成的水除去。

适用条件：平衡可逆反应有水生成；其他反应物和产物不溶于水；有机层比水轻(有机层密度更大，需采用另一种结构的分水器)。

④投料时为什么要将正丁醇和浓硫酸混合均匀；

答：降低硫酸浓度，避免加热后硫酸碳化有机物，使反应溶液变黑。

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；

答：正丁醇能溶于50 %硫酸，而正丁醚溶解很少，从而除掉正丁醚中的正丁醇；原理是正丁醇可与50％硫酸生成佯盐而溶于硫酸；不能用98％硫酸，因为正丁醚也溶于98％硫酸。

⑥最后蒸馏时，选用什么冷凝管，为什么？

答：空气冷凝管，因为有部分馏分的温度高于140℃。

3. 1-溴丁烷的制备

①合成原理；

参见实验教材。

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？

答：正丁醇；先加固体的NaBr，后加正丁醇将粘在瓶口的NaBr冲洗掉，防止磨口密闭不严而漏气；最后加入硫酸；加入硫酸充分振摇，是让硫酸与正丁醇混合均匀，降低硫酸浓度，避免分层后下层硫酸浓度、温度太高，氧化HBr影响反应结果。

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；

答：硫酸的作用是与NaBr反应，生成反应物HBr；硫酸浓度太高，会造成HBr大量被氧化；硫酸浓度太低，反应效果不好。

④气体吸收吸收什么气体，可用什么液体来吸收，对漏斗插入位置有什么要求；

答：吸收逸出的少量HBr和Br2蒸气；可用碱溶液或水吸收；漏斗倾斜，部分开口在空气中，保证吸收效果的同时通大气，防止倒吸。

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；

答：产品在上层；上层液体有些发黄甚至为棕红色是因为氧化生成的Br2溶于1-溴丁烷而呈色。

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？

答：除去未反应的正丁醇和副产物正丁醚；原理是正丁醇和正丁醚与浓硫酸反应生成佯盐，溶于硫酸而洗涤除去；操作时注意：硫酸不能被水稀释，并充分冷却，温度不能太高，因为佯盐不稳定，受热易分解为原来的正丁醇和正丁醚。

⑦用碳酸钠溶液洗涤要注意什么。

答：碳酸钠溶液洗涤前先用水洗去大部分的硫酸；洗涤振摇过程要注意放气。

4.肉桂酸的制备

①合成原理——柏金反应。

②本实验的原料药品为什么需要处理，如何处理；

答：乙酸酐易吸潮水解为乙酸，苯甲醛久置已被氧化为苯甲酸，都不能反应生成肉桂酸；反应前需重蒸处理。

③回流反应时，选用什么冷凝管，为什么？

答：空气冷凝管；因为回流温度160-170℃，高于140℃。

④温度过高对反应有什么影响；

答：温度过高肉桂酸易脱羧，并有聚合副反应发生。

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；

答：水蒸气蒸馏除去未反应的苯甲醛；不进行水蒸气蒸馏除去苯甲醛而直接加NaOH 处理，苯甲醛在强碱作用下发生岐化反应(自身氧化还原反应)生成苯甲酸和苯甲醇，其中苯甲酸的性质与肉桂酸性质非常相似，难以除去。

后处理加碱，让肉桂酸转化为易溶于水的肉桂酸钠，经脱色过滤后除去固体杂质，在加盐酸酸化，置换出肉桂酸不溶与冷水而结晶析出。

⑥加活性炭的目的是什么？减压热过滤的操作注意事项；

答：加活性炭脱色；减压热过滤的操作注意事项参见重结晶内容第⑥问。

⑦沸水浴的目的和操作注意事项；

答：控制干燥时的加热温度不超过100℃，避免温度过高，肉桂酸脱羧分解。 ⑧反应混合物中的苯甲醛可否用蒸馏方法除去，为什么？

答：不能；苯甲醛的正常沸点178℃，若在此温度下蒸除苯甲醛，会导致肉桂酸脱羧

分解。

5.双酚A 的制备

①合成原理及主要的副反应和副产物；

答：苯酚中苯环受－OH 的活化，容易在－OH 邻对位发生亲电取代反应。 质子酸H 2SO 4的作用下，发生如下反应 O

H +

CH 3CH 3CCH 3CH 3CCH 3OH +双酚A

通过反应过程可知，可能存在的副反应

1)邻位反应产物

2磺化反应产物

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？ 答：苯酚熔点43℃，常温下为固体；水浴加热熔化后干燥小烧杯称取；不能用量筒量取，凝固后难以转移；加完后用甲苯洗涤称量烧杯。

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？

答：甲苯和硫酸不相溶，反应体系为两相，反应难以进行；对这类非均相反应需利用

搅拌使各相机械混合，提高反应速度。

④温度过高对反应有什么影响；如何熟练控制水浴温度？

答：温度过高，磺化副反应严重；控制水浴温度要有提前量，温度上升到35℃，可停止加热；若40℃再停止加热，温度会继续上升，

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？

答：硫酸是催化剂；硫酸浓度过高磺化副反应严重，硫酸浓度太低，反应不能进行。