吳玲
有機物的探究實驗,在選擇題與實驗綜合題中都有涉及,是學生學習的難點.本文結(jié)合考試的常考點進行分析探討,以幫助學生突破難點,培養(yǎng)學生證據(jù)推理與模型認知、實驗探究與創(chuàng)新意識等核心素養(yǎng).
1 甲烷的取代反應實驗探究
甲烷是最簡單的有機化合物,其重要的化學性質(zhì)是能發(fā)生取代反應.甲烷與氯氣發(fā)生取代反應的條件、現(xiàn)象以及根據(jù)實驗得出的結(jié)論都是??嫉闹R點.例1 下列實驗操作及現(xiàn)象推出的相應結(jié)論正確的是().
分析 甲烷與氯氣在光照條件下發(fā)生取代反應,但反應不能用強光,用強光可能會引起爆炸,選項A錯誤.CH4 和Cl2 在光照條件先反應,氣體顏色變淺,試管壁出現(xiàn)油狀液滴,說明甲烷和氯氣發(fā)生了取代反應,選項B 錯誤.光照下,氯氣與甲烷反應生成氯化氫,氯化氫易溶于水,觀察到量筒中液面上升,選項C正確.反應后的混合氣體中有氯化氫,能使?jié)駶櫟氖镌嚰堊兗t,所以不能說明生成的氯代甲烷有酸性,選項D錯誤.答案為C.
甲烷與氯氣的反應條件是光照,但不能是強光照射,因為易發(fā)生爆炸;甲烷與氯氣取代的4種有機產(chǎn)物是非電解質(zhì),不溶于水,只有生成的HCl易溶于水,造成液面上升,水溶液顯酸性.
2 乙烯的實驗室制備及性質(zhì)實驗探究
實驗室中制備乙烯用的藥品是無水乙醇和濃硫酸,需要將混合液加熱到170 ℃,由于濃硫酸具有脫水性和強氧化性,能把乙醇先脫水成碳,再氧化為CO2,同時硫酸還原為SO2,因此生成的乙烯中含有CO2、SO2 以及水蒸氣和乙醇.
例2 下列實驗裝置或操作均正確的是().
分析 制備乙烯時,溫度計水銀球應插入反應液中、不接觸燒瓶底部且要在圓底燒瓶中加入沸石或碎瓷片,選項A 錯誤.制備乙烯的過程中會生成SO2 雜質(zhì)氣體,SO2 也能使溴水褪色,故應先通過NaOH 溶液除去,再檢驗乙烯的性質(zhì),選項B 錯誤.乙醇易揮發(fā),生成的乙烯中含有SO2、乙醇,SO2、乙醇也能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,選項C錯誤.乙烯中的SO2 被NaOH 溶液吸收,排除干擾,可以驗證乙烯能發(fā)生加成反應,選項D正確.答案為D.
制備乙烯,必須加熱到170 ℃,溫度計水銀球要位于液面下;檢驗乙烯可用溴水,但SO2也能使溴水褪色,因此要先除去SO2;檢驗乙烯也可用酸性KMnO4 溶液,但乙醇、SO2 也能使酸性KMnO4溶液褪色,所以可用NaOH 溶液除去乙醇、SO2.
3 乙炔的實驗室制備及性質(zhì)實驗探究
乙炔的實驗室制備及性質(zhì)實驗探究是考試的熱點.實驗室中用電石與水反應制備乙炔,由于電石中含有CaS、Ca3P2 雜質(zhì),因此生成的氣體產(chǎn)物中會有H2S、PH3,這兩種氣體有還原性,在檢驗時要注意雜質(zhì)氣體的干擾.
例3 下列實驗操作或裝置能達到實驗目的的是().
分析 電石與水反應劇烈,應用飽和食鹽水代替水,同時要通過分液漏斗控制食鹽水的滴加速率,選項A 達不到實驗目的.乙炔的密度與空氣接近,不能用排空氣法收集,選項B達不到實驗目的.電石與水反應制得的乙炔中通常含有H2S、PH3 等雜質(zhì)氣體,H2S、PH3 用CuSO4 溶液除去后再通入溴水,可以驗證乙炔能使溴水褪色,選項C 能達到實驗目的.H2S和PH3 也能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,選項D 達不到實驗目的.答案為C.
用電石制備乙炔氣體,產(chǎn)物中有H2S、PH3,這2種氣體具有還原性,能被溴水或酸性KMnO4 溶液氧化,因此用溴水或酸性KMnO4 溶液檢驗乙炔時要先通過CuSO4 溶液將其除去.
4 苯的取代反應實驗探究
苯是最簡單的芳香烴,苯分子中的碳碳鍵是一種介于單鍵和雙鍵之間的獨特的鍵,易發(fā)生取代反應,難發(fā)生加成反應,是考試的一個重要熱點.
例4 根據(jù)下列實驗操作和現(xiàn)象所得到的結(jié)論正確的是().
分析 向溴水中加入苯,苯可將溴萃取到上層,使下層水層顏色變淺,含溴單質(zhì)的苯溶液呈橙紅色,選項A 錯誤.苯和液溴在FeBr3 催化下發(fā)生取代反應,得到的溴化氫和揮發(fā)出的溴蒸氣經(jīng)足量CCl4 后,液溴溶解,而溴化氫氣體進入紫色石蕊試液中,紫色石蕊試液遇酸變紅,選項B正確.將適量苯加入溴水中,充分振蕩后,水層接近無色,這是因為苯萃取了溴水中的溴單質(zhì),現(xiàn)象與結(jié)論不符,選項C錯誤.向苯和液溴的混合液中加入鐵粉,產(chǎn)生的氣體中還含有揮發(fā)的溴單質(zhì),通入AgNO3 溶液,也能產(chǎn)生淡黃色沉淀,選項D錯誤.答案為B.
苯和液溴在加入催化劑FeBr3 后才能發(fā)生取代反應,反應后生成的氣體除了HBr外,還有易揮發(fā)的溴蒸氣,因此要檢驗生成的HBr必須先通入CCl4 除去溴蒸氣,再檢驗HBr.
總之,有機物的實驗探究是考試的熱點,在解答問題時要清楚反應物的性質(zhì),發(fā)生反應需要的條件,主要發(fā)生什么反應,還會有哪些副反應,驗證生成物時哪些副產(chǎn)物會干擾實驗,用什么方法排除干擾等