吳玲
有機(jī)物的探究實(shí)驗(yàn),在選擇題與實(shí)驗(yàn)綜合題中都有涉及,是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn).本文結(jié)合考試的??键c(diǎn)進(jìn)行分析探討,以幫助學(xué)生突破難點(diǎn),培養(yǎng)學(xué)生證據(jù)推理與模型認(rèn)知、實(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新意識(shí)等核心素養(yǎng).
1 甲烷的取代反應(yīng)實(shí)驗(yàn)探究
甲烷是最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物,其重要的化學(xué)性質(zhì)是能發(fā)生取代反應(yīng).甲烷與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)的條件、現(xiàn)象以及根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論都是常考的知識(shí)點(diǎn).例1 下列實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象推出的相應(yīng)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(yīng),但反應(yīng)不能用強(qiáng)光,用強(qiáng)光可能會(huì)引起爆炸,選項(xiàng)A錯(cuò)誤.CH4 和Cl2 在光照條件先反應(yīng),氣體顏色變淺,試管壁出現(xiàn)油狀液滴,說(shuō)明甲烷和氯氣發(fā)生了取代反應(yīng),選項(xiàng)B 錯(cuò)誤.光照下,氯氣與甲烷反應(yīng)生成氯化氫,氯化氫易溶于水,觀察到量筒中液面上升,選項(xiàng)C正確.反應(yīng)后的混合氣體中有氯化氫,能使?jié)駶?rùn)的石蕊試紙變紅,所以不能說(shuō)明生成的氯代甲烷有酸性,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.答案為C.
甲烷與氯氣的反應(yīng)條件是光照,但不能是強(qiáng)光照射,因?yàn)橐装l(fā)生爆炸;甲烷與氯氣取代的4種有機(jī)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(shí)驗(yàn)室制備及性質(zhì)實(shí)驗(yàn)探究
實(shí)驗(yàn)室中制備乙烯用的藥品是無(wú)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(qiáng)氧化性,能把乙醇先脫水成碳,再氧化為CO2,同時(shí)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(shí)驗(yàn)裝置或操作均正確的是().
分析 制備乙烯時(shí),溫度計(jì)水銀球應(yīng)插入反應(yīng)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(xiàng)A 錯(cuò)誤.制備乙烯的過(guò)程中會(huì)生成SO2 雜質(zhì)氣體,SO2 也能使溴水褪色,故應(yīng)先通過(guò)NaOH 溶液除去,再檢驗(yàn)乙烯的性質(zhì),選項(xiàng)B 錯(cuò)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(xiàng)C錯(cuò)誤.乙烯中的SO2 被NaOH 溶液吸收,排除干擾,可以驗(yàn)證乙烯能發(fā)生加成反應(yīng),選項(xiàng)D正確.答案為D.
制備乙烯,必須加熱到170 ℃,溫度計(jì)水銀球要位于液面下;檢驗(yàn)乙烯可用溴水,但SO2也能使溴水褪色,因此要先除去SO2;檢驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室制備及性質(zhì)實(shí)驗(yàn)探究
乙炔的實(shí)驗(yàn)室制備及性質(zhì)實(shí)驗(yàn)探究是考試的熱點(diǎn).實(shí)驗(yàn)室中用電石與水反應(yīng)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(huì)有H2S、PH3,這兩種氣體有還原性,在檢驗(yàn)時(shí)要注意雜質(zhì)氣體的干擾.
例3 下列實(shí)驗(yàn)操作或裝置能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖牵ǎ?/p>
分析 電石與水反應(yīng)劇烈,應(yīng)用飽和食鹽水代替水,同時(shí)要通過(guò)分液漏斗控制食鹽水的滴加速率,選項(xiàng)A 達(dá)不到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模胰驳拿芏扰c空氣接近,不能用排空氣法收集,選項(xiàng)B達(dá)不到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模娛c水反應(yīng)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(yàn)證乙炔能使溴水褪色,選項(xiàng)C 能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模瓾2S和PH3 也能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,選項(xiàng)D 達(dá)不到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模鸢笧镃.
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(yàn)乙炔時(shí)要先通過(guò)CuSO4 溶液將其除去.
4 苯的取代反應(yīng)實(shí)驗(yàn)探究
苯是最簡(jiǎn)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(dú)特的鍵,易發(fā)生取代反應(yīng),難發(fā)生加成反應(yīng),是考試的一個(gè)重要熱點(diǎn).
例4 根據(jù)下列實(shí)驗(yàn)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(xiàng)A 錯(cuò)誤.苯和液溴在FeBr3 催化下發(fā)生取代反應(yīng),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(jìn)入紫色石蕊試液中,紫色石蕊試液遇酸變紅,選項(xiàng)B正確.將適量苯加入溴水中,充分振蕩后,水層接近無(wú)色,這是因?yàn)楸捷腿×虽逅械匿鍐钨|(zhì),現(xiàn)象與結(jié)論不符,選項(xiàng)C錯(cuò)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(xiàng)D錯(cuò)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(yīng),反應(yīng)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(yàn)生成的HBr必須先通入CCl4 除去溴蒸氣,再檢驗(yàn)HBr.
總之,有機(jī)物的實(shí)驗(yàn)探究是考試的熱點(diǎn),在解答問(wèn)題時(shí)要清楚反應(yīng)物的性質(zhì),發(fā)生反應(yīng)需要的條件,主要發(fā)生什么反應(yīng),還會(huì)有哪些副反應(yīng),驗(yàn)證生成物時(shí)哪些副產(chǎn)物會(huì)干擾實(shí)驗(yàn),用什么方法排除干擾等