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5114研究有机化合物的一般步骤和方法

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高中化学审核员

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    第一章  课题            4  研究有机化合物的一般步骤和方法
【学习目标】
    1.了解有机物的分离和提纯的实验方法。
    2.了解李比希法定量分析有机物组成的一般方法,并能进行有关计算。
    3.能根据元素质量分数、相对分子质量确定有机物的分子式。
    4.知道质谱法是测定有机化合物相对分子质量的一种方法。知道用红外光谱图、核
       磁共振谱图以及化学实验方法确定有机物的分子结构。
【重点难点】有机物的分离和提纯;波谱法
【活动方案】
 活动一:探究有机混合物的分离、提纯方法
    1.液态有机混合物的分离提纯方法中最常见的是分液法和蒸馏法,试分析:
    (1)分离苯与高锰酸钾溶液组成的混合液的实验方法是____________________。
    (2)除去工业酒精中含有的甲醇和水的实验方法是________________________。
    (3)从溴水中提取溴的实验方法是______________________________________。
    2.已知苯甲酸晶体在水中的溶解度:0.17g(25℃),0.95g(50℃),6.8g(95℃)。
       将 3g 粗苯甲酸加到烧杯中,再加入            50  mL 蒸馏水,在石棉网上边加热边搅拌,
       使苯甲酸充分溶解,然后趁热过滤,将滤液静置,冷却结晶,过滤得到纯净的苯
       甲酸。
    (1)实验中为什么要趁热过滤?热过滤后,要用少量热水冲洗一遍,其目的是什么?


    (2)温度越低,苯甲酸的溶解度越小,为了得到更多的苯甲酸晶体,结晶时温度是
         不是越低越好?为什么? 

    (3)冷却结晶、过滤后,要用少量冷水洗涤晶体,其目的是什么?为何不用热水?

 活动二:了解元素的定性与定量分析方法(李比希法)
    1.元素的定性分析
    如何用实验的方法确定有机物中含有               C、H   元素?

    2.元素的定量分析
    实验表明,许多咖啡和可乐饮料中含有兴奋性物质咖啡因。现用下列装置来测定其
    实验式(最简式)。
                               电炉
                                                              除氧气   测定氮气
              H2O2                                                   的体积

                            咖啡因   CuO

                                            CaCl       NaOH
   MnO2                                         2
                       浓 H2SO4               A          B
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   (1)浓   H2SO4、CaCl2、NaOH、CuO     的作用分别是什么?


   (2)装   CaCl2 与 NaOH 的  U 型管的位置能否互换?为什么?


   (3)若准确称取       0.97 g 咖啡因(只含     C、H、O、N    四种元素中的三种或四种)经充
        分燃烧后    A 管质量增加     0.45 g,B  管质量增加     1.76 g,标准状况下收集到         224 
        mL 的氮气,求该有机物的实验式。


   (4)若要确定其分子式,还需要知道___________________________。
活动三:学会运用波谱确定简单有机物的分子结构
    阅读下列材料,回答问题:
    ■质谱法可以用来测定相对分子质量。
    ■红外光谱可以获得有机物分子中含有何种化学键或官能团的信息。
    ■从核磁共振氢谱(1H—NMR)图中可以推知有几种不同类型(处在不同化学环境)
    的氢原子及其数目关系(有几个峰,有机物分子中就有几种氢原子,峰的面积比就
    是对应氢原子的数目比)。
   1.记住各种波谱的作用,在学习小组内过关。
   2.判断下列分子中分别有几种不同类型的氢原子:

      (CH3)2CHCH2CH(CH3)2              (CH3)3CCH2CH(C2H5)2

   3.某有机物的质谱显示其相对分子质量为                 70,红外光谱表征到有         C=C 和  C=O 的存
      在,核磁共振氢谱图上有           4 个峰,其面积之比为        1∶1∶1∶3。
   (1)试确定该有机物的分子式。


   (2)写出该有机物的结构简式。
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