轻松拿捏高中化学有机物除杂法,你就是考场上最靓的仔

高中化学有机物除杂需根据杂质与目标有机物的性质差异选择合适方法,以下是常见有机物除杂方法总结:

原理:利用杂质气体与洗气液发生反应或溶解,而目标有机物不反应且难溶于洗气液,从而除去杂质。

适用情况:常用于除去有机物中混有的气体杂质。

示例:除去乙烷中混有的乙烯,可将混合气体通过溴水,乙烯与溴发生加成反应而被除去,乙烷不与溴水反应且难溶于水,从而得到纯净的乙烷。反应方程式为$CH_{2}=CH_{2}+Br_{2}rightarrow CH_{2}BrCH_{2}Br$。

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原理:利用杂质与目标有机物在某种溶剂中的溶解性不同,且二者互不相溶,通过分液漏斗将它们分离。

适用情况:适用于分离互不相溶的液体混合物。

示例:除去溴苯中混有的溴,可向混合物中加入氢氧化钠溶液,溴与氢氧化钠反应生成易溶于水的盐,而溴苯不溶于水且密度比水大,分层后通过分液可得到纯净的溴苯。反应方程式为$Br_{2}+2NaOH = NaBr + NaBrO + H_{2}O$。

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原理:利用杂质与目标有机物的沸点不同,通过加热使目标有机物先汽化,再冷凝收集,从而除去杂质。

适用情况:适用于分离沸点相差较大且互溶的液体混合物。

示例:除去乙醇中混有的水,可加入生石灰(氧化钙),生石灰与水反应生成氢氧化钙,然后通过蒸馏,由于乙醇的沸点较低,先汽化出来,收集冷凝后的液体即可得到无水乙醇。反应方程式为$CaO + H_{2}O = Ca(OH)_{2}$。

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原理:若杂质为不溶性固体,目标有机物为液体,可通过过滤的方法将杂质除去。

适用情况:适用于分离固体和液体混合物。

示例:除去苯甲酸中混有的不溶性杂质,可将混合物加热溶解,趁热过滤除去不溶性杂质,然后冷却结晶,过滤得到纯净的苯甲酸。

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除去烷烃中的烯烃:可将混合气体通过溴水或酸性高锰酸钾溶液(但酸性高锰酸钾溶液会将烯烃氧化为二氧化碳,会引入新的杂质,一般优先选择溴水),利用烯烃与溴的加成反应或与酸性高锰酸钾的氧化反应除去烯烃。

除去烷烃中的炔烃:方法与除去烷烃中的烯烃类似,可将混合气体通过溴水或酸性高锰酸钾溶液,炔烃与溴发生加成反应,与酸性高锰酸钾发生氧化反应而被除去。

除去乙烯中的二氧化硫:可将混合气体通过氢氧化钠溶液,二氧化硫与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水,而乙烯不与氢氧化钠反应,从而除去二氧化硫。反应方程式为$SO_{2}+2NaOH = Na_{2}SO_{3}+H_{2}O$。

除去乙烯中的乙醇:可将混合气体通过水,乙醇易溶于水,而乙烯难溶于水,通过洗气可除去乙醇。

除去乙炔中的硫化氢:可将混合气体通过硫酸铜溶液,硫化氢与硫酸铜反应生成硫化铜沉淀和硫酸,而乙炔不与硫酸铜溶液反应,从而除去硫化氢。反应方程式为$H_{2}S + CuSO_{4}= CuSdownarrow+ H_{2}SO_{4}$。

除去乙炔中的磷化氢:可将混合气体通过次氯酸钠溶液,磷化氢被次氯酸钠氧化而除去,乙炔不与次氯酸钠反应。

除去苯中的甲苯:可向混合物中加入酸性高锰酸钾溶液,甲苯被酸性高锰酸钾氧化为苯甲酸,苯甲酸易溶于水,而苯不溶于水,分层后通过分液可得到纯净的苯。反应方程式为$5C_{6}H_{5}-CH_{3}+6KMnO_{4}+9H_{2}SO_{4}=5C_{6}H_{5}-COOH + 3K_{2}SO_{4}+6MnSO_{4}+14H_{2}O$。

除去苯中的苯酚:可向混合物中加入氢氧化钠溶液,苯酚与氢氧化钠反应生成苯酚钠,苯酚钠易溶于水,而苯不溶于水,分层后通过分液可得到纯净的苯。反应方程式为$C_{6}H_{5}OH + NaOH = C_{6}H_{5}ONa + H_{2}O$。

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除去溴乙烷中的乙醇:可向混合物中加入水,乙醇易溶于水,而溴乙烷难溶于水,分层后通过分液可得到纯净的溴乙烷。

除去氯仿中的乙醇:方法与除去溴乙烷中的乙醇类似,可加入水,通过分液除去乙醇。

除去乙醇中的水:可加入生石灰,生石灰与水反应生成氢氧化钙,然后通过蒸馏得到无水乙醇。

除去甲醇中的乙醇:可利用二者沸点的差异,通过蒸馏的方法分离,甲醇的沸点为$64.7^{circ}C$,乙醇的沸点为$78.3^{circ}C$。

除去乙醛中的乙醇:可向混合物中加入水,乙醇易溶于水,而乙醛微溶于水,通过分液可除去大部分乙醇,然后再通过蒸馏进一步提纯乙醛。

除去甲醛中的甲酸:可向混合物中加入氢氧化钠溶液,甲酸与氢氧化钠反应生成甲酸钠,甲酸钠易溶于水,而甲醛易挥发,通过蒸馏可得到纯净的甲醛。反应方程式为$HCOOH + NaOH = HCOONa + H_{2}O$。

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除去乙酸中的乙醇:可向混合物中加入饱和碳酸钠溶液,乙醇易溶于水,乙酸与碳酸钠反应生成乙酸钠,乙酸钠易溶于水,通过分液可除去乙醇,然后再向水层中加入硫酸,将乙酸钠转化为乙酸,通过蒸馏得到纯净的乙酸。反应方程式为$2CH_{3}COOH + Na_{2}CO_{3}= 2CH_{3}COONa + H_{2}O + CO_{2}uparrow$,$2CH_{3}COONa + H_{2}SO_{4}= 2CH_{3}COOH + Na_{2}SO_{4}$。

除去苯甲酸中的氯化钠:可利用二者溶解度随温度变化的差异,通过重结晶的方法分离,将混合物加热溶解,趁热过滤除去不溶性杂质,然后冷却结晶,过滤得到纯净的苯甲酸。