【化学】课题二 物质的制备

2021年 5月 3日 星 期 一虎 山 中 学 高 二 化 学 备 课 组课 题 二 物 质 的 制 备第 二 单 元 物 质 的 获 取 1 能 够 通 过 化 学 反 应 产 生 二 氧 化 碳 气 体 的 物 质 有 哪 些 ？2 制 取 CO2气 体 的 实 验 中 ， 以 什 么 物 质 为 反 应 物 （ 原 料 ） ？ 为 什么 ？3 反 应 的 装 置 是 如 何 选 择 和 安 装 的 ？4 如 果 要 制 备 干 燥 的 气 体 产 物 ， 应 如 何 设 计 装 置 ？ CaCO3 HCl CaCO3 Na2CO3 H2SO4 NaHCO3 C O2 CxHyOz O2思 考 与 交 流CaCO3 HCl 酸 性 ： 浓 硫 酸 、 P 2O5、 硅 胶 一 制 备 物 质 的 一 般 的 方 法确 定 原 料反 应 原 理设 计 反 应 途 径选 择 合 理 的 仪 器 和 装 置分 离 提 纯 控 制反 应条 件目 标 产 品 1 确 定 原 料 Cl2 NaCl： 含 有 “ Cl”(1)原 料 中 含 有 目 标 产 物 的 组 分 或 新 化 合 物 中 的某 个 “ 子 结 构 ” 。 例 如 (2)原 料 也 可 以 是 一 些 废 弃 物 2 设 计 反 应 路 径 例 如 用 铜 制 取 硝 酸 铜 的 最 佳 方 案 ： 用 铜 制 取 硝 酸铜 的 最 佳 方 案 ： 铜 +浓 硝 酸 铜 +稀 硝 酸 铜 +氧 氧 化 铜 ; 氧 化 铜 +硝 酸 硝 酸 铜 根 据 提 高 原 子 利 用 率 、 减 少 环 境 污 染 、 简 化操 作 的 原 则 ,选 择 最 佳 反 应 路 线 。3 优 化 条 件 试 剂 和 用 量 都 相 同 时 ， 操 作 方 法 不 同 ， 现 象 和 结 果可 能 不 同 . 归 纳 设 计 物 质 制 备 的 实 验 方 案 时 ， 应该 遵 循 的 优 化 原 则 是 ：原 料 廉 价 ， 原 理 绿 色 ，条 件 优 化 ， 仪 器 简 单 ，分 离 方 便 ， 提 纯 快 捷 。 1、 实 验 原 理 ： 反 应 方 程 式 为 浓 硫 酸 的 H+可 以 用 作 酯 化 反 应 的 催 化 剂 。 由 于 该反 应 是 可 逆 反 应 ， 为 了 提 高 乙 酸 乙 酯 的 产 量 ， 必 须 尽量 使 化 学 反 应 向 有 利 于 生 成 乙 酸 乙 酯 的 方 向 进 行 ， 所以 浓 硫 酸 除 了 做 酯 化 反 应 的 催 化 剂 以 外 还 具 有 吸 水 性， 可 以 吸 收 酯 化 反 应 中 生 成 的 水 ， 使 化 学 平 衡 向 生 成物 方 向 进 行 ， 更 有 利 于 乙 酸 乙 酯 的 生 成 。实 验 2-5 乙 酸 乙 酯 的 制 备 及 反 应 条 件 探 究 2、 实 验 记 录 表 ： （ 1） 不 能 ， 因 为 乙 酸 和 乙 醇 的 酯 化 反 应 是 可 逆 反 应 ， 当 反 应 达 到平 衡 后 ， 各 组 分 的 浓 度 保 持 不 变 ， 不 改 变 影 响 化 学 平 衡 的 条 件 ， 乙酸 乙 酯 的 含 量 不 会 增 加 。 （ 2） 欲 提 高 乙 酸 的 转 化 率 ， 可 以 采 取 的 措 施 有 ： 增 加 乙 醇 的 用 量 ，使 化 学 平 衡 向 正 反 应 方 向 移 动 ， 可 以 提 高 乙 酸 的 利 用 率 ； 增 加 浓硫 酸 的 用 量 ， 利 用 浓 硫 酸 吸 水 使 化 学 平 衡 向 正 反 应 方 向 移 动 ； 加热 将 生 成 的 乙 酸 乙 酯 及 时 蒸 出 ， 通 过 减 少 生 成 物 的 浓 度 使 化 学 平衡 向 正 反 应 方 向 移 动 。 中 起 了 催 化 剂 、 吸 水 剂 的 作 用 ， 而 稀 硫 酸 、 稀 盐 酸 等 无 机 酸 仅 起 了 催 化 剂 的 作 用 ， 没有 促 进 化 学 平 衡 向 酯 化 反 应 方 向 移 动 的 作 用 。 由 于 酯 化 反 应 为 可 逆 反 应 ， 而 稀 硫 酸 、 稀盐 酸 等 无 机 酸 催 化 酯 化 反 应 的 效 果 较 浓 硫 酸 差 ， 因 此 探 索 乙 酸 乙 酯 发 生 水 解 反 应 时 ， 不利 于 酯 化 反 应 的 稀 无 机 酸 催 化 剂 有 利 于 酯 的 水 解 。 因 此 ， 乙 酸 乙 酯 的 水 解 用 稀 无 机 酸 的催 化 效 果 比 用 浓 硫 酸 的 效 果 好 ； 同 时 由 于 乙 酸 乙 酯 水 解 生 成 了 乙 酸 ： 如 果 用 无 机 碱 催 化 乙 酸 乙 酯 的 水 解 ， 会 使 碱 与 生 成 的 酸 反 应 ， 降 低 生 成 物 乙 酸 的 浓度 ， 从 而 使 化 学 平 衡 更 容 易 向 水 解 的 方 向 移 动 ， 所 以 ， 乙 酸 乙 酯 水 解 的 适 宜 条 件 为 无 机酸 或 无 机 碱 催 化 ， 最 佳 条 件 是 用 无 机 碱 催 化 乙 酸 乙 酯 水 解 。 （ 3） 在 酯 化 实 验 中 ， 三 种 不 同 条 件 下 酯 化 反 应 进 行 的 快 慢 不 同 ： 没 有 酸 催 化 时 ， 几 乎没 有 乙 酸 乙 酯 生 成 ； 浓 硫 酸 催 化 时 生 成 的 乙 酸 乙 酯 的 量 最 多 ， 形 成 相 同 厚 度 的 有 机 层时 间 最 短 ； 稀 硫 酸 或 稀 盐 酸 催 化 时 ， 生 成 少 量 的 乙 酸 乙 酯 ， 形 成 相 同 厚 度 的 有 机 层 时间 较 长 ， 说 明 浓 硫 酸 在 反 应