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有机制备实验的考查方式及应对策略

来源:未知作者:孙远征 点击:所属专题: 有机物制备
有机制备实验是一类以有机物的制备为载体, 综合考査学生基础实验知识和基本实验技能的题 型。这类题型内容科学,素材来源真实,能体现化学 的应用价值。同时题目情境新颖、信息量大,但考查 的落脚点又是高中学生必备的基础知识和基本技 能,能很好地体现考试大纲中考

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有机制备实验是一类以有机物的制备为载体, 综合考査学生基础实验知识和基本实验技能的题 型。这类题型内容科学,素材来源真实,能体现化学 的应用价值。同时题目情境新颖、信息量大,但考查 的落脚点又是高中学生必备的基础知识和基本技 能,能很好地体现考试大纲中考査学生“接受、吸收、 整合化学信息的能力”。因此,近几年,有机制备实验 成了高考命题的热点,也是我们在高考复习中必须 突破的重点和难点。

―、有机制备实验的考査方式

制备一种有机物,首先要通过选择正确的制备路线和合适的反应装置来制备合成。由于制备的物质往往是混有过量的反应物及副产物的混合物,还 需要通过适当的手段对物质进行分离和提纯,才能得到纯度较高的产品。即有机制备实验往往包括两个过程:制备合成和分离纯化。有机制备实验题也往 往是对这两个过程中涉及的知识和技能的考查。具体来说,主要有:

1 .制备合成过程中,可能考查的内容有:反应原理,合成路线的选择与评价,可能的副反应;反应装 置的选择,仪器识别,装置作用分析;加料顺序;反应 条件的控制等。

2.物质的分离提纯过程中,可能考查的内容有: 可能混有的杂质;杂质的产生原理;除杂试剂,所加 试剂的作用;除杂方法;操作细节等。

此外,制得目标产物后,还可能考査定性的检验,产率的计算或是纯度的测定等。

二、有机制备实验的应对策略

1. 了解有机物制备合成的常见实验装置

若所制备的是气体物质,就选用气体发生装置, 这是学生较熟悉的,本文中不再对此进行赞述;若所 制备的是固体或液体物质,则需要根据反应条件、反应原料和反应产物的性质等选择合适的发生装置。

总的来看,根据反应产物与反应原料的沸点差异,制备装置可以分为两类:蒸馏装置和回流装置, 回流装置更常见。一般产物的沸点明显低于反应原料的沸点,可选择蒸馏装置,如乙酸乙酯的制备,及时地将产物蒸出有利于化学平衡正向移动从而提髙 产率;如果产物的沸点高于反应原料的沸点,则多采 用回流装置,如硝基苯的制备,因为有机制备实验往 往反应时间长,反应原料易挥发,采用回流装置能减 少原料的损失。

蒸馏装置和回流装置均主要由反应容器和冷凝 管组成。常见反应容器有圆底烧瓶、双颈烧瓶或三颈 烧瓶等。冷凝管常见的有直形冷凝管、球形冷凝管、 蛇形冷凝管和空气冷凝管,使用时需要根据用途及 反应混合物的沸点高低来选择。蒸馏时多用直形冷 凝管,但当被加热的液体沸点髙于140℃时,可选用 空气冷凝管,以免冷凝管通水冷却时导致玻璃温差 大而炸裂。回流时一般多选用球形冷凝管,其受热面积大,冷凝效果好。若被加热的液体沸点很低或其中 有毒性较大的物质时,则可选用蛇形冷凝管,以提高冷却效率。

此外,根据反应的不同,还可在反应容器上装配 其他仪器,如温度计、搅拌器、滴加液体的分液漏斗、 干燥管、分水器等,如果反应中有气体生成,还必须有气体吸收装置。

2. 分析产品中的杂质,掌握有机物分离提纯的 一般步驟和方法

要想快速读懂题中提纯步骤,必须先弄清楚产品中有何杂质。制得的产品中的杂质主要有三个来 源:一是未反应完全的原料,包括催化剂;二是生成 物中除产物外的其他物质;三是副反应产物。

(1) 液体产物的纯化

液体产品的提纯往往包括粗分离和精分离两个 提纯过程。在粗分离过程中,通常是三个步骤:

第一 步水洗,目的是洗去大部分易溶于水的杂质;

第二步 无机试剂洗涤,目的是洗去容易与无机试剂反应的 杂质,如乙酸乙酯的制备中用饱和如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无机试剂。每一次洗涤 后均需分液。

精分离一般是在粗分离后,向粗产品中 先加干燥剂除去微量水,再蒸馏,收集温度为产物沸 点的馏分,即得到较高纯度的产品。

(2) 固体产物的纯化

固体粗产物可用过滤、有机制备实验的考查方式及应对策略重结晶等方法来精制。

除了了解有机物分离提纯的一般步骤,还必须 掌握过滤、分液、蒸馏、重结晶等物质分离提纯的基 本方法。化学是一门以实验为基础的学科,《课程标准》特别注重学生实验技能的培养,考试大纲强调对 学生实验技能的考查,那高考试题中定会深入考查。

3. 熟悉计算产率及对实验进行分析评价的方法

在这类考题中,制得产品后通常会计算产率。在计算时,要判断过量,将不足量的反应物的量代入化 学方程式,计算出产物的理论产量:产率=实际产量/ 理论产量×100%。

物质制备实验的实际产量往往达不到理论值, 在对实验进行评价时,可以从以下几方面考虑:

(1) 反应原理:反应可逆,反应物不可能全部转化成产 物;有副反应发生,一部分原料消耗在副反应中。

(2) 实验操作:在制备反应中,若反应时间不足、温度控 制不好或搅拌不够充分等都会引起实验产率降低;

(3)分离和提纯过程中也可能造成较大的损失。

有机制备实验之所以是学生的难点,主要在于 学生对此比较陌生。同时,由于教材中关于有机实验 的篇幅实在太少,教师在教学中往往是碰到题目就 题讲题,导致学生面对新的情境只有招架之势,无法 迁移。教师在教学中适当进行有体系的拓展,让学生 知道有机制备实验的一般步骤,认识有机实验中的 常见仪器,加上学生已有的分离提纯知识和有机化 合物知识,题目情境不再陌生,此类题型便不再是 难点。

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