有机化学实验综合习题

第8章 综合习题

综合习题一

一、简要叙述重结晶的主要操作步骤，并说明如何控制溶剂的使用量。 二、有机合成实验的顺利完成涉及到很多因素，请简要回答下列问题：

1. 实验前的准备工作主要包括哪些方面？ 2. 实验记录主要包括哪些方面?

3. 反应产物的分离和纯化有哪些常用方法? 4. 如何检验产物的纯度?

三、下面是分离香草醛和茴香醛的薄层色谱示意图（固定相为硅胶，展开剂为苯:乙酸乙酯= 95:5）。请回答下列问题：

1. 实验室常用的显色剂是什么？ 2. 计算斑点A和B的Rf值。 3. 斑点A和B各代表什么物质？

4. 结构式（1）和（2）各代表那种物质？简要说明Rf大小与结构的关系。 5. 点样与展开时应注意哪些问题？

四、阅读下列实验内容，回答有关问题

在100 mL 圆底烧瓶中，混合3 g 无水醋酸钾8 g （7.5 mL ，0.078 mol）醋酸酐和5.3 g （5 mL ，0.05 mol）苯甲醛，在石棉网上用小火加热回流1.5 ~ 2 h。反应完毕后，将反应物趁热倒入500 mL 圆底烧瓶中，并以少量沸水冲洗反应瓶几次，使反应物全部转移至500 mL 烧瓶中。边摇边慢慢加入饱和碳酸钠溶液，使溶液呈微碱性。然后进行水蒸汽蒸馏，至馏出液无油珠为止。残留液加入少量活性炭，煮沸数分钟趁热过滤。在搅拌下向热滤液中小心加入浓盐酸至呈酸性。冷却，待结晶全部析出后，抽滤收集，以少量冷水洗涤，干燥，产量约4 g 。

1. 写出制备肉桂酸的反应方程式 2. 反应仪器为什么必须是干燥的？

3. 在反应混合物分离过程中，先加碱后加酸的目的各是什么？

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第8章 综合习题

4. 为什么中和一步用饱和碳酸钠而不用氢氧化钠溶液？

5. 水蒸汽蒸馏蒸出的是什么物质？能否采用普通蒸馏出此物质，为什么？ 6. 反应过程中常出现焦油状物质，它是如何产生的，应如何除去。 五、阅读下列实验内容，回答有关问题

在100 mL 圆底烧瓶中加入15 g 冰醋酸和18.4 g 95 %乙醇，在摇动下慢慢加入8 mL 浓硫酸，混合均匀后加入几粒沸石，装上回流冷凝管，加热回流30min，稍冷后改成普通蒸馏装置，蒸出粗产物乙酸乙酯，在摇动下慢慢向粗产物中加入饱和碳酸钠溶液，至有机相对pH试纸显中性为止，将液体转入分液漏斗中，分去水相，有机相先用10 mL 饱和食盐水洗涤，再每次用10 mL 饱和氯化钙洗涤两次，分去下层液体，酯层转入干燥小锥形瓶中，加入2 g 无水硫酸钠，3 h后转入蒸馏瓶中进行蒸馏，收集73 ~ 78 ℃馏水，得产品11.0 g 。

1．写出制备乙酸乙酯的反应方程式。 2．加入浓硫酸的作用是什么？

3．加入浓硫酸时，需要少量多次地加入并摇匀，加入过快或温度过高会出现炭化现象，摇匀后再加热为何却没有明显的炭化现象？

4．加入沸石的作用是什么？

5．粗产品乙酸乙酯中可能有哪些杂质？ 6．加饱和Na2CO3的作用是什么？ 7．加饱和食盐水的作用是什么？ 8．加饱和CaCl2的作用是什么？ 9．加无水Na2SO4的作用是什么？ 10．蒸馏前为何要除去硫酸钠？ 11．如何初步判断蒸出产品为乙酸乙酯？

12．计算乙酸乙酯的产率（原子量：C：12；H：1；0：16）。 13．要提高乙酸乙酯的收率，可采用哪些方法？ 14．画出蒸馏乙酸乙酯的装置示意图，标明各仪器名称。

六、烟碱是烟草中的主要生物碱，含量约为2 ~ 8 %。它是一种无色油状液体，沸点246 ℃，不溶于水，具有挥发性，107 ℃时蒸汽压为10 mmHg。在植物体内常与柠檬酸及苹果酸等有机酸形成盐而存在。简要设计一提取分离烟碱的实验方案。

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有机化学实验 王俊儒 马柏林 李炳奇 主编

综合习题二

一、简述重结晶的作用、原理及其理想的重结晶溶剂应具备的条件。 二、简述常用的加热器具及酒精灯加热时的注意事项。 三、微量法测定熔点时，遇到下列情况将产生什么结果：

1． 熔点管壁太厚； 2． 熔点管不洁净；

3． 试料研得不细或装得不实； 4． 加热太快；

5． 第一次熔点测定后，热溶液不冷却立即做第二次； 6． 温度计歪斜或与熔点管不贴。

四、如果测得A、B两种样品的熔点相同，将它们研细，等量混合后：

1．测得混合物的熔点有下降现象，熔程增宽； 2．测得混合物的熔点与纯A、纯B的熔点均相同。 试分析以上情况各说明什么？

五、下面是用纸色谱分离丙氨酸和缬氨酸的薄层色谱示意图（展开剂为正丁醇：甲醇：水 = 5∶4∶1），请回答下列问题。

1．展开前饱和的目的是什么？该色谱过程的固定相是什么？

2．该实验中常用的显色剂是什么？ 3．计算斑点A和B的Rf值。 4．斑点A和B各代表什么物质？

5．结构式（1）和（2）各代表什么物质？ 简要说明Rf大小与结构的关系。

6．饱和与展开时应注意哪些问题？ CH2CHCOOH

NH2(1)

(CH3)2CHCHCOOHNH2

4.0cm 溶剂前沿 A 1.5cm B 1.5cm 点样线

(2)

六、阅读下列实验内容，回答有关问题。

在100 mL 圆底烧瓶中加入10 mL 水和14 mL 浓硫酸，混合均匀后冷却至室温，再依次加入7.4 g 正丁醇和13 g 溴化钠,充分摇匀后加入几粒沸石，装上回流冷凝管和气体吸收装置。小火加热至沸，回流30 min，不时摇动烧瓶以促使反应完成。稍冷后改成普通蒸馏装置，蒸出粗产物正溴丁烷。将馏出液转移至分液漏斗中，加入等体积的水洗涤后，产物转入另一干燥的分液漏斗中，用等体积的浓硫酸洗涤，分去硫酸层。有机相依次再用等体积的水、饱和碳酸氢钠溶液、水洗涤后转入干燥的锥形瓶中。加入约2 g 无水氯化钙至液体清亮，将产物滤入蒸馏瓶中蒸馏，收集99 ~ 103 ℃，产量7.5 g 。

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第8章 综合习题

1. 写出制备正溴丁烷的反应方程式。

2. 该反应是按照什么机理进行的？属于哪一类反应？ 3. 加入浓硫酸的作用是什么？硫酸浓度太高或太低有何影响？ 4. 加入沸石的作用是什么？

5. 粗产品正溴丁烷中可能含有哪些杂质？ 6. 如何检测正溴丁烷是否蒸完。 7. 第一次水洗的作用是什么？ 8. 硫酸洗涤的作用是什么？ 9. 第二次水洗的作用是什么？ 10. 饱和碳酸氢钠洗涤的作用是什么？ 11. 加入无水氯化钙的作用是什么？

12. 计算正溴丁烷的产率。（相对原子质量数值，C为12，O为16，H为1，Br为80，Na为23。）

13. 如何提高正溴丁烷的产率。

14. 画出蒸馏正溴丁烷的装置示意图，并标明各仪器的名称。

七、茶叶中含有多种生物碱，其中主要成分为咖啡因（碱），含量约为1 % ~ 5 %。咖啡因是弱碱性化合物，其结构如下图所示。含结晶水的咖啡因是无色针状结晶，味苦，易溶于氯仿、二氯甲烷，可溶于水、丙酮和乙醇等溶剂中。在100 ℃时失去结晶水，并开始升华，升温到120 ℃ ~ 178 ℃时迅速升华。请设计一个简要的提取分离咖啡因的实验方案。

O

CH3

O

NNCH3

CH3NN综合习题三

一、 选择题

1．减压蒸馏操作前，需估计在一定压力下蒸馏物的（ ）。

A．沸点 B．形状 C．熔点 D．溶解度 2．测定熔点时，使熔点偏高的因素是( )。

A．试样有杂质； B．试样不干燥； C．熔点管太厚； D．温度上升太慢。 3．在减压蒸馏时，加热与减压的顺序是（ ）。

A．先减压再加热 B．先加热再减压 C．同时进行 D．无所谓 4．重结晶时，活性炭所起的作用是（ ）。

A．脱色 B．脱水

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C．促进结晶 D．脱脂 5．下列哪一个物质的纯化实验需应用升华操作。

A．乙酸乙酯 B．正溴丁烷 C．咖啡因 D．环己酮 6．用( )方法处理压钠机内残留的少量金属钠。

A．水擦洗 B．乙醇擦洗 C．石油醚擦洗 D．丙酮擦洗 7．正溴丁烷的制备中，第一次水洗的目的是（ ）。

A．除去硫酸 B．除去氢氧化钠 C．增加溶解度 D．进行萃取 8．在合成（ ）中采用刺形分馏柱。

A．乙酸乙酯 B．正丁醚 C．咖啡因 D．乙酰苯胺

9．在进行硅胶柱层析中，Rf值比较大，则该化合物的极性（ ）。

A．大 B．小

C．差不多 D．以上都不对 10．制备对硝基苯胺用（ ）方法好。

A．苯胺硝化 B．乙酰苯胺硝化再水解 ; C．硝基苯硝化再还原 D．对硝基苯还原 11．在进行咖啡因的升华中应控制的温度为（ ）。 A．140 ℃ B．80 ℃ C．220 ℃ D．390 ℃

12．乙酸乙酯中含有（ ）杂质时，可用简单蒸馏的方法提纯乙酸乙酯。

A．丁醇 B．有色有机杂质 C．乙酸 D．水

13．在蒸馏过程中，如果发现没有加入沸石，应该（ ）。

A．立刻加入沸石 B．停止加热稍冷后加入沸石 C．停止加热冷却后加入沸石 D．以上都不对 14．在进行脱色操作时，活性炭的用量一般为（ ）。

A．1 % ~ 3 % B．5 % ~ 10 % C．10 % ~ 20 % D．3 % ~ 5 % 15．在吸附色谱中，吸附能力最强的化合物为（ ）。

A．酯 B．芳香化合物 C．酸 D．醇 二、 填空题

1．（ ）只适宜杂质含量在（ ）以下的固体有机混合物的提纯。从反应粗产物直接重结晶是不适宜的，必须先采取其他方法初步提纯，例如（ ）等方法，再进行提纯。

2．色谱法的基本原理是利用混合物各组分在某一物质中的（ ）或（ ）的不同，或其（ ）的差异，使混合物的溶液流经该种物质进行反复的吸附或分配作用，从而使各组分分离。

3．水蒸气蒸馏是用来分离和提纯有机化合物的重要方法之一，常用于下列情况：(1)混合物中含有大量的( )；(2)混合物中含有( )物质；(3)在常压下蒸馏会发生（ ）的（ ）有机物质。

4．减压蒸馏操作中使用磨口仪器，应该将（ ）部位仔细涂油；操作时必

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第8章 综合习题

须先（ ）后才能进行（ ）蒸馏，不允许边（ ）边（ ）；在蒸馏结束以后应该先停止（ ），再使（ ），然后才能（ ）。

5．冷凝管通水是由（ ）而（ ），反过来不行。因为这样冷凝管不能充满水，由此可能带来两种后果：其一：气体的（ ）不好。其二，冷凝管的内管可能（ ）。

6．测定熔点使用的熔点管(装试样的毛细管)一般外径为1 ~ 1.2 mm，长约70 ~ 80 mm；装试样的高度约为（ ），要装得（ ）和（ ）。

7．液体有机物干燥前，应将被干燥液体中的（ ）尽可能（ ），不应有肉眼可见的（ ）。

8．金属钠可以用来除去（ ）、（ ）、（ ）等有机化合物中的微量水分。

9．学生实验中经常使用的冷凝管有：（ ），（ ）及（ ）；其中，（ ）一般用于合成实验的回流操作，（ ）一般用于沸点低于140 ℃的液体有机化合物的蒸馏操作中；高于140 ℃的有机化合物的蒸馏可用（ ）。

10．柱色谱的分离效果不仅与（ ）和（ ）的选择性有关，还与吸附剂的（ ）和（ ）等多种因素有关。

11．萃取是提取和纯化有机化合物的常用手段。它是利用物质在两种（ ）溶剂中（ ）或（ ）的不同来达到分离、提取或纯化目的。

12．如果温度计水银球位于蒸镏头支管口以上，蒸汽还未达到（ ）就已从支管口流出，此时，测定的沸点数值将（ ）。

13．熔点为固﹣液两态在大气压下达到平衡状态的温度。对于纯粹的有机化合物，一般其熔点是（ ）。即在一定压力下，固﹣液两相之间的变化都是非常敏锐的，初熔至全熔的温度不超过（ ），该温度范围称之为（ ）。如混有杂质则其熔点（ ），熔程也（ ）。

14．升华是纯化（ ）有机化合物的又一种手段，它是固体由化合物受热直接（ ），然后由（ ）为固体的过程。

三、 分离题

下面是分离邻硝基苯胺和对硝基苯胺的柱色谱示意图（固定相为中性三氧化二铝，洗脱剂为苯），请回答下列问题：

1．对于色谱柱而言，柱管的长度与其直径比例一般为多少？

2．填充吸附剂的量应该是样品质量的多少倍？柱体高度应占柱高的多少？ 3．淡黄色带和黄色带各代表什么物质？

NH2

4．装柱、加样的操作中应该注意哪些问题？

NH25．邻硝基苯胺和对硝基苯胺哪个先被洗脱下

NO2来？为什么？

NO2 A B四、 简答题

1. 沸石(即止暴剂或助沸剂)为什么能防止暴沸？如果加热后才发现没加沸石怎么办？

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有机化学实验 王俊儒 马柏林 李炳奇 主编

由于某种原因中途停止加热，再重新开始蒸馏时，是否需要补加沸石？为什么？

2. 蒸馏时加热的快慢，对实验结果有何影响？为什么？ 3. 实验中经常使用的冷凝管有哪些？各用在什么地方？

4. 如何除去液体化合物中的有色杂质？如何除去固体化合物中的有色杂质？ 5. 粗产品正溴丁烷经水洗后油层呈红棕色是什么原因？应如何处理？ 五、 装置题：画出水蒸汽蒸馏的装置图，并指明装置部件名称及作用。 六、 阅读下列实验内容，回答有关问题。

把30 mL 乙酸酐进行普通蒸馏，收集137 ~ 140 ℃的馏分备用。在125 mL 锥形瓶中加入2 g (0.014 mol)水杨酸、5.4 g (5 mL ，0.05 mol)新蒸乙酸酐和5滴浓硫酸，旋摇锥形瓶使水杨酸全部溶解后，于85 ~ 90℃水浴上加热5 ~ 10 min，冷却至室温即有乙酰水杨酸结晶析出。然后加入50 mL 水，在冰水浴中冷却使结晶完全，抽滤，水洗，将粗产物转移至表面皿上，自然晾干，产物约1.8 g 。

将粗产物转移至100 mL 烧杯中，搅拌下加入25 mL 饱和碳酸氢钠溶液，加完后继续搅拌至无二氧化碳气泡产生，过滤，用5 ~ 10 mL 水冲洗漏斗，合并滤液，倒人预先盛有4 ~ 5 mL 浓盐酸和10 mL水配成的溶液的烧杯中，搅拌均匀，即有乙酰水杨酸沉淀析出。将烧杯置于冰水浴中冷却，使结晶完全。抽滤，用冷蒸馏水洗涤2 ~ 3 次，抽干后，将结晶移至表面皿上，干燥后约1.5 g 。熔点133 ~ 135 ℃。

1. 写出制备乙酰水杨酸的反应方程式。 2. 为什么要重蒸乙酸酐？

3. 水浴温度过高，时间过长，会出现什么现象？ 4. 加入浓硫酸的作用是什么？

5. 反应中有哪些副产物？应该如何除去？ 6. 把混合液倒入盐酸水溶液中的作用是什么？ 7. 计算乙酰水杨酸的产率。 七、 设计题

番茄红素和β﹣胡萝卜素是四萜类化合物，前者为红色物质，后者为黄色物质，统称为多烯色素。胡萝卜素广泛存在于植物的叶、花、果实中，尤以胡萝卜中含量最高；番茄红素在成熟的红色果实如番茄、西瓜、胡萝卜、草莓、柑橘等中含量较高，其中含量最多的是番茄。两者的分子式为C40H56，分子量为536.85，番茄红素的熔点为174 ℃，﹣胡萝卜素的熔点为184 ℃，它们均难溶于甲醇、乙醇，可溶于乙醚、石油醚、正己烷、丙酮，易溶于氯仿、二硫化碳、苯等有机溶剂。简要设计从番茄中提取分离番茄红素和β﹣胡萝卜素的实验方案。

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第8章 综合习题

综合习题一答案

一、答：重结晶的主要操作步骤有：1.选择溶剂；2.热溶液的制备；3.热过滤；4.冷却析晶；5.抽虑获得晶体；6.晶体干燥，称重，计算收率。注意控制溶剂用量，在加热溶解溶质时，应使加入的溶剂量超过需要量的20 %左右。

二、答：（1）实验前的准备工作有：A.预习相关的实验背景知识（包括实验原理，反应条件，原料和产物的理化性质，反应剂量等）；B.反应所需仪器及装置。

（2）实验记录应包括：反应的步骤与基本条件（温度、时间、大气压等），反应过程的现象，中间产物和最终目标产物的处理方法，测定数据与数据处理，产物的性质检测，产物的产量和产率。

（3）普通蒸馏、重结晶、柱层析、TLC、纸层析、升华、水蒸气蒸馏等。 （4）混合熔点法，TLC（两种以上的展开系统），测沸点（与纯样品对比）等。 三、 1. 答：碘，浓硫酸、2，4﹣二硝基苯肼。

2. 答：A 0.3，B 0.6。

3. 答：A为香草醛，B为茴香醛。

4. 答：（1）是茴香醛，（2）是香草醛。极性大，Rf值小；极性小，Rf值大值。 5. 答：（1）点样时应注意：①点样前样品需溶解在易挥发溶剂中，并配成5 %的溶液，临使用前再稀释到0.1 % ~ 1 %；②样点要集中，其直径不宜过大，量不宜过多（ ≤ 3 mm ）；③样点位置应该在展开剂液面以上。（2）展开时应注意：①样点不能被展开剂淹没；②展开剂前沿不能跑过头，尽可能避免边缘效应；③展开过程中要密闭展开缸，防止展开剂挥发；④不应频繁挪动展开缸。 四、1.

CHO(CH3CO)2O

无水CH3COOKCH

CHCOOH

CH3COOC2H5

2. 答：因为酸酐可以被水解。

3. 答：先加碱是为了使肉桂酸生成盐以增加溶解度，与固体杂质分离。后加酸是为了使肉桂酸盐转化为肉桂酸。

4. 答：因为氢氧化钠易使局部碱性过强，导致苯甲醛发生歧化反应。

5. 答：水蒸气蒸馏蒸出的是苯甲醛。不能用普通蒸馏法蒸馏。因为苯甲醛沸点较高（179.1℃），若温度太高，苯甲醛又会转化为苯甲酸，苯甲醛不易与肉桂酸分离。另外，温度过高会使肉桂酸脱羧产生苯乙烯，进而生成聚苯乙烯。

6. 答：焦油状物质是聚合苯乙烯，是聚合产生的，加活性炭可以除去。 五．答：1.

CH3CH2OH

CH3CH2COOH

浓H2SO4回流

CH3CH2COOC2H5H2O

2. 催化剂，脱水剂，吸水剂。

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3. 炭化现象是因为局部温度过高，局部温度过高脱水氧化而产生的；摇匀后加热，因为热量分布均匀，有利于转化成酯，无炭化现象发生。

4. 作用是形成气化中心，助沸，防止暴沸。

5. 乙酸，乙醇，水，乙醚等。 6. 除去乙酸。 7. 除去碳酸钠，减小酯的溶解度。 8. 除去乙醇。

9. 除去水。 10. 因为加热时结晶水会释放掉。 11. 由折光率，沸点判断。 12. 50 %。

13. 提高乙酸乙酯收率的方法有：使反应物乙酸或乙醇稍过量，及时分离产物乙酸乙酯及水，适当增加催化剂浓硫酸的量，控制好反应温度，后处理时用饱和碳酸钠、氯化钠、氯化钙水溶液分别处理，粗品乙酸乙酯要充分干燥。

14.

六、

加入稀盐酸或稀硫酸，搅拌下煮沸20min

提 取 液 加入稀NAOH碱化 碱 化 液 水蒸汽蒸馏 烟 碱 液 加入饱和苦味酸 烟碱二苦味酸盐结晶 烟草粉末

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第8章 综合习题

综合习题二答案

一、答：

（1）作用：分离纯化天然的或合成的固体有机化合物。

（2）原理：重结晶是利用被提纯物和杂质的溶解度不同而进行的一种分离纯化方法。绝大多数化合物在溶剂中的溶解度随温度的升高而增大，随温度的下降而减小。通常混合物中，被提纯物为主要成分，其含量较高，容易配制成热的饱和溶液，而此时杂质则远未达到饱和溶液。因此，当热的饱和溶液冷却时，被提纯的物质由于溶解度下降会结晶出来，而杂质则全部或部分留在溶液中(若杂质在溶剂中的溶解度极小，则配成热饱和溶液后被过滤除去)，这样便达到了提纯的目的。

（3）正确选择溶剂是进行重结晶的前提，对于确保重结晶纯化目的的实现具有重要的意义。理想的重结晶溶剂应具备以下条件:

①不与被提纯物质发生化学反应。

②提纯物质在该溶剂中的溶解度，随温度的变化有显著的差异。一般在溶剂沸点附近的溶解度比室温时至少要大3倍。

③溶剂对被提纯物和杂质的溶解度差异较大，最好是杂质在热溶剂中的溶解度很小(热过滤时可除去)。或者在低温时溶解度很大，冷却后不会随样品结晶出来。

④被提纯物质在溶剂中能够形成良好的结晶。

⑤溶剂容易挥发，易与结晶分离，便于蒸馏回收，沸点一般在 30 ℃ ~ 50 ℃之间为宜。注意，溶剂的沸点不得高于被提纯物的熔点。否则当溶剂沸腾时，样品会熔化为油状，给纯化带来麻烦。

⑥纯度高，价格低，易得到，毒性小，使用安全。

二、答：（1）常用的加热器具主要有：酒精灯、煤气灯、普通电炉、水浴锅、电热套、电热板、电吹风、红外灯等。

（2）使用酒精灯加热时应注意以下事项：①其中酒精的量不少于酒精灯体积的1 / 2，不多于酒精灯体积的2 / 3；②外焰温度较高，一般用外焰加热；③不能用燃着的酒精灯点燃另外一盏酒精灯；④熄灭酒精灯不能用嘴吹，而应当盖上灯帽使酒精灯熄灭（先把灯帽盖上然后再拿开以释放其中的热空气）。

三、答：1．毛细熔点管壁太厚，影响传热，其结果是测得的初熔温度偏高。

2．毛细熔点管不洁净，相当于在试料中掺入杂质，其结果将导致测得的熔点偏低。 3．试料研得不细或装得不实，这样试料颗粒之间空隙较大，其空隙之间为空气所占据，而空气导热系数较小，结果导致熔距加大，测得的熔点数值偏高。

4．加热太快，则热量从热源转移到浴液的速度大于从浴液转移到待测样品的速度，而导致测得的熔点偏高，熔距加大。

5．若连续测定几次熔点时，当第一次测完之后需将浴液冷却至原熔点温度的一半之下才可以进行第二次测定，不冷却马上进行第二次测定，测得的熔点偏高。

6．齐勒管法测定熔点的缺点是温度分布不均匀，如果温度计歪斜或毛细熔点管与温度计不贴，会使测得的数值会有不同程度的偏差。

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有机化学实验 王俊儒 马柏林 李炳奇 主编

四、1．这说明A、B两个样品不是同一种物质，一种物质在此充当了另一种物质的杂质，故混合物的熔点降低，熔程增宽。

2．除少数情况（如形成固熔体）外，一般可认为这两个样品为同一化合物。 五、答： 1．展开前饱和的目的是使滤纸中的纤维素吸附水蒸气饱和的空气中20 % ~ 30 % 的水分，其中约有6 % ~ 7 % 的水分是以氢键的形式与纤维素的羟基结合，吸附极为牢固，一般条件下很难脱去，这些吸附水就是纸色谱过程中的固定相。

2．该实验中常用的显色剂是0.5 %的水合茚三酮溶液。 3．A和B的Rf值分别为0.2和0.4。 4．斑点A和B各代表丙氨酸和缬氨酸。

5．结构式（1）和（2）各代表丙氨酸、缬氨酸，极性大，Rf值小；极性小，Rf值大值。 6．饱和时应注意：饱和时间为20 ~ 30 min ,色谱缸的盖子必须盖好使其密封，防止展开剂挥发。

显色时应注意：用喷壶在距离滤纸约30 ~ 40 cm处向滤纸均匀喷洒显色剂，喷洒量以基本打湿滤纸为宜；然后用吹风机热风缓缓吹干并加热滤纸，直至显示出紫色斑点。 六、答：1．

NaBr H2SO4

n-C4H9OH HBr

HBr

NaHSO4

H2O

n-C4H9Br

2．该反应是按照SN2机理进行的亲核取代。

3．加入浓硫酸是为了促进反应的进行。硫酸浓度太高：①会使NaBr氧化成Br2，而Br2不是亲核试剂；2 NaBr + 3 H2SO4(浓) → Br2 + SO2 + 2 H2O + 2 NaHSO4 ②加热回流时可能有大量HBr气体从冷凝管顶端逸出形成酸雾。硫酸浓度太低：生成的HBr量不足，使反应难以进行。

4．加入沸石的作用是形成气化中心，帮助沸腾，防止爆沸。

5．粗产品中可能含有 1﹣丁烯、丁醚、重排产物（如叔丁基溴）等。

6．可以从三方面考虑：蒸出液是否由混浊变为澄清；反应瓶中上层油层是否消失；取一试管，收集几滴刚蒸出的馏出液，加水后振动，观察有无油滴出现。

7．第一次水洗：除去部分硫酸及水溶性杂质。

8．用硫酸洗涤：除去未反应的正丁醇及副产物1﹣丁烯和正丁醚。

9．第二次水洗：除去残留的碱、硫酸盐及水溶性杂质。

10．碱洗 ( NaHCO3 ) ：中和残余的硫酸。

11．加入无水氯化钙的作用是干燥以除去产物中的水。

12．51 %。

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第8章 综合习题

13．提高收率的方法有①增加反应物溴化钠的用量；②加入过量浓硫酸吸去反应产生的水。

14．装置见右图

七、答：由于咖啡因具有易溶于乙醇和易升华的特点，所以通常采用溶剂法和升华法来提取茶叶中的咖啡因。具体方案如下所示：

10 g碎 茶 叶10 g碳酸钙粉末 + 150 mL水，回流30 mim 趁热抽滤得粗提液 25 mL二氯甲烷萃取2 ～ 3萃 取 液 干燥，普通蒸馏，回收二氯甲烷至干 咖啡因粗品 升华纯品 -195-

有机化学实验 王俊儒 马柏林 李炳奇 主编

综合习题三参

一、 1 ~ 5 A C A A C 6 ~ 10 B A D B B 11 ~ 15 C B B A C

二、 1. 重结晶；5 %；色谱法 2. 吸附；溶解性能；亲和性

3. 固体；焦油状物质；氧化分解；高沸点

4. 磨口；调准压力；加热；调整压力；加热；加热；系统与大气相通；停泵 5. 下；上；冷凝效果；破裂 6. 2 ~ 3 mm；均匀；结实

7. 水分；分离完全；水层 8. 乙醚；脂肪烃；芳烃

9. 直形冷凝管；球形冷凝管；空气冷凝管；球形冷凝管；直形冷凝管；空气冷凝管 10. 吸附剂；洗脱剂；用量；装填紧密程度 11. 不互溶（或微溶）；溶解度；分配比

12. 温度计水银球；偏低 13. 固定的；0.5 ~ 1 ℃；熔程；下降，变长 14. 固体；汽化为蒸汽；蒸汽又直接冷凝 三、答：1．柱管的长度应是其直径的10 ~ 40倍。

2．填充吸附剂的量应该是样品重量的20 ~ 50倍，柱体高度应占柱高的3 / 4。 3．淡黄色带和黄色带各代表对硝基苯胺和邻硝基苯胺。

4．A装柱时应注意：柱子应干净、干燥；将柱子固定在铁架台上，注入少量洗脱剂，取一小团脱脂棉或玻璃毛用溶剂润湿后塞入管中，用长玻璃棒将其轻轻送到底部并适当捣压，以赶出棉团中的气泡，但不能压得太紧以免阻碍洗脱剂畅流。将吸附剂用洗脱液拌成糊状装入，待洗脱液快要流干时在柱上端加上玻璃毛。最后在玻璃毛上面加一层0.5 cm厚的洁净细沙，轻轻叩击柱管使沙面平整；填充剂一定要填充均匀，松紧适宜一致，没有气泡和裂缝。B加样时的注意事项：固体样品应溶解于极性尽可能小的溶剂中使之成为浓溶液；待柱内液面降到与柱面相齐时，关闭柱子，用滴管小心沿色谱柱壁均匀地加到柱顶上；然后用少量溶剂把容器和滴管冲洗干净并全部加到柱内，再用洗脱剂把粘附在管壁上的样品溶液淋洗下去；接着慢慢打开活塞，调整液面和柱面，待二者相平时再打开活塞。

5．邻硝基苯胺先被洗脱下来，因为其上的硝基和氨基之间可以形成分子内氢键，使其极性小于对硝基苯胺，故其与吸附剂的吸附能力较小，先被洗脱下来。

四、答：1. (1)沸石为多孔性物质，它在溶液中受热时会产生一股稳定而细小的空气泡流，这一气泡流以及随之而产生的湍动，能使液体中的大气泡破裂，成为液体分子的气化中心，从而使液体平稳地沸腾，防止了液体因过热而产生的暴沸。(2)如果加热后才发现没加沸石，应立即停止加热，待液体稍冷却后再补加，切忌在加热过程中补加，否则会引起剧烈的暴沸，甚至使部分液体冲出瓶外，有时会引起着火。(3)中途停止蒸馏，再重新开始蒸馏时，因液体已被吸入沸石的空隙中，再加热已不能产生细小的空气流而失效，必须重新补加沸石。

2. 蒸馏时加热过猛，火焰太大，易造成蒸馏瓶局部过热现象，使实验数据不准确，而且馏分纯度也不高。加热太慢，蒸气达不到支口处，不仅蒸馏进行得太慢，而且因温度计水银球不能被蒸气包围或瞬间蒸气中断，使得温度计的读数不规则，读数偏低。

3. 学生实验中经常使用的冷凝管有：直形冷凝管，球形冷凝管，空气冷凝管及刺形分馏柱等。直形冷凝管一般用于沸点低于140 ℃的液体有机化合物的沸点测定和蒸馏操作中；

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第8章 综合习题

沸点大于140 ℃的有机化合物的蒸馏可用空气冷凝管。球形冷凝管一般用于回流反应即有机化合物的合成装置中(因其冷凝面积较大，冷凝效果较好)；刺形分馏柱用于精馏操作中，即用于沸点差别不太大的液体混合物的分离操作中。

4. 答：除去液体化合物中的有色杂质，通常采用蒸馏的方法，因为杂质的相对分子质量较大，留在残液中。除去固体化合物中的有色杂质，通常采用在重结晶过程中加入活性炭，有色杂质吸附在活性炭上，在热过滤一步除去。除去固体化合物中的有色杂质应注意：

(1) 加入活性炭要适量，加多会吸附产物，加少则颜色脱不掉； (2) 不能在沸腾或接近沸腾的温度下加入活性炭，以免暴沸； (3) 加入活性炭后应煮沸几分钟后才能热过滤。

5. 答：油层若呈红棕色，说明含有游离的溴。可用少量亚硫酸氢钠水溶液洗涤以除去游离溴，反应方程式为：

Br 2 + NaHSO3 + H2O → 2 HBr + NaHSO4 五、

接水蒸气发生器少量物质的水蒸气蒸馏装置 六、答：

1. 方程式如下：

COOH+(CH3CO)2OOHH+

COOH+

CH3COOH

OOCCH3

2. 乙酸酐在室温下会水解为乙酸，重新蒸馏可以除去其中的乙酸，提高反应的产率。 3. 水浴温度过高，时间过长，会使水杨酸进行分子间的酯化反应。 4. 加入浓硫酸是为了催化反应，使快速进行。

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有机化学实验 王俊儒 马柏林 李炳奇 主编

5. 反应中的副产物主要是水杨酸分子间酯化的产物，将混合液加到饱和的碳酸氢钠液中，如果有不溶物出现，可以用预热过的玻璃漏斗将其过滤掉。

6. 为了除去多余的碳酸氢钠。 7. 60 %。 七、答：1．提取

（1）称取20 g 新鲜番茄果肉。捣碎，置于50 mL 三角瓶中，再加入5 g 食盐，用玻棒搅拌，使食盐与番茄果肉充分混合均匀，放置一定时间，便会看到果肉组织中水分大量渗出。脱水时间持续15 ~ 30 min。随后将脱除下来的水分滤入150 mL 分液漏斗中。

（2）向经过食盐脱水的番茄果肉加入10 mL 丙酮，用玻棒搅拌，并静置5 ~ 10 min。然后将丙酮提取液也滤入分液漏斗中。

（3）向经过丙酮处理的番茄果肉加入10 mL 乙酸乙酯浸提5min。浸提过程中应不时振摇三角瓶，使番茄果肉与溶剂充分接触；若室温过低，可将三角瓶置于温水浴中温热，但应注意不能使浸提溶剂明显挥发损失。5 min后将提取液也滤入分液漏斗中，并用玻棒轻压残渣尽量使溶剂流尽。再用乙酸乙酯重复提取2次，每次10 mL ，合并提取液至分液漏斗中。

（4）充分振摇分液漏斗中的混合溶液，静置，完全分层后，分去水层，有机层（酯层）再用蒸馏水洗2次，每次8 ~ 10 mL ，弃去水层。酯层自分液漏斗上口倒入干燥的小三角瓶中，加入适量无水硫酸镁（或无水硫酸钠）干燥15 min（注意：应避光）。 （5）干燥后的酯层滤入50 mL 干燥的蒸馏瓶。

2．柱色谱分离

选一支1.5 × 20 cm色谱柱，用适量层析用氧化铝（100 ~ 200目）作吸附剂干法装柱，高度约10 ~ 20 cm，要求紧密匀实。分离方式为梯度洗脱，第一步用石油醚（60 ~ 90 ℃）洗脱。先沿色谱柱管壁滴加5 ~ 8 mL 石油醚至柱体（各方向要均匀），待溶剂液面降至氧化铝柱面顶端时，用滴管迅速地小心滴加5 ~ 10滴样品至柱子中，待样品液面即将在柱面上消失时，沿管壁小心滴加石油醚3 ~ 5滴，冲洗粘在管壁上的有色物质。如此重复操作3 ~ 4次，直至管壁冲冼干净为止。随后，在管内加入尽可能多的石油醚进行洗脱，第一步收集到的洗脱液为黄色。待洗脱液清亮无色后用石油醚：丙酮 = 3∶2（V∶V）的混合液洗脱，第二步收集到的洗脱液为红色。最后用丙酮将前两步不能洗脱的剩余组分洗脱下来。分别收集三步洗脱液，用作薄层色谱检测及分光光度法测定。

3．薄层色谱检测

对前面得到的类胡萝卜素样品以及柱色谱分离得到的样品分别进行薄层分析，以检查柱色谱分离效果。薄层层析板预先用硅胶G制备并活化（110 ℃，1 h），展开剂为石油醚（60 ~ 90 ℃）：丙酮 = 3∶2（V∶V）。薄层分离后观察斑点位置，计算各斑点的Rf值，并明确各斑点归属。

在本实验条件下，薄层检测结果为：β﹣胡萝卜素，黄色，Rf值为0.；番茄红素，深红色，Rf值为0.84。

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