有机物分离和提纯的常用方法

有机物分离和提纯的常用方法

分离和提纯有机物的一般原则是：根据混合物中各成分的化学性质和物理性质的差异进行化学和物理处理，以达到处理和提纯的目的，其中化学处理往往是为物理处理作准备，最后均要用物理方法进行分离和提纯。

方法和操作简述如下：

1. 分液法��常用于两种均不溶于水或一种溶于水，而另一种不溶于水的有机物的分离和提纯。步骤如下：

分液前所加试剂必须与其中一种有机物反应生成溶于水的物质或溶解其中一种有机物，使其分层。如分离溴乙烷与乙醇（一种溶于水，另一种不溶于水）：

又如分离苯和苯酚：

2. 蒸馏法��适用于均溶于水或均不溶于水的几种液态有机混合物的分离和提纯。步骤为：

蒸馏前所加化学试剂必须与其中部分有机物反应生成难挥发的化合物，且本身也难挥发。如分离乙酸和乙醇（均溶于水）：

3. 洗气法��适用于气体混合物的分离提纯。步骤为：

例如：

此外，蛋白质的提纯和分离，用渗析法；肥皂与甘油的分离，用盐析法。

有机物分离和提纯的常用方法 1，洗气 2，萃取分液溴苯（Br2），硝基苯（NO2），苯（苯酚），乙酸乙酯（乙酸） 3， a，制无水酒精：加新制生石灰蒸馏 b，酒精（羧酸）加新制生石灰（或NaOH固体）蒸馏c，乙醚中混有乙醇：加Na，蒸馏 d，液态烃：分馏 4，渗析 a，蛋白质中含有Na2SO4 b，淀粉中KI 5，升华奈（NaCl）

鉴别有机物的常用试剂

所谓鉴别,就是根据给定的两种或两种以上的被检物质的性质,用物理方法或化学方法,通过必要的化学实验,根据产生的不同现象,把它们一一区别开来.有机物的鉴别主要是利用官能团的特征反应进行鉴别.鉴别有机物常用的试剂及特征反应有以下几种:

1. 水

适用于不溶于水,且密度不同的有机物的鉴别.例如:苯与硝基苯.

2. 溴水

(1)与分子结构中含有C=C键或键的有机物发生加成反应而褪色.例如:烯烃,炔烃和二烯烃等.

(2)与含有醛基的物质发生氧化还原反应而褪色.例如:醛类,甲酸.

(3)与苯酚发生取代反应而褪色,且生成白色沉淀.

3. 酸性溶液

(1)与分子结构中含有C=C键或键的不饱和有机物发生氧化还原反应而褪色.例如:烯烃,炔烃和二烯烃等.

(2)苯的同系物的侧链被氧化而褪色.例如:甲苯,二甲苯等.

(3)与含有羟基,醛基的物质发生氧化还原反应而使褪色.例如:醇类,醛类,单糖等.

4. 银氨溶液(托伦试剂)

与含有醛基的物质水浴加热发生银镜反应.例如:醛类,甲酸,甲酸酯和葡萄糖等.

5. 新制悬浊液(费林试剂)

(1)与较强酸性的有机酸反应,混合液澄清.例如:甲酸,乙酸等.

(2)与多元醇生成绛蓝色溶液.如丙三醇.

(3)与含有醛基的物质混合加热,产生砖红色沉淀.例如:醛类,甲酸,甲酸酯和葡萄糖等.

6. 金属钠

与含有羟基的物质发生置换反应产生无色气体.例如:醇类,酸类等.

7. 溶液

与苯酚反应生成紫色溶液.

8. 碘水

遇到淀粉生成蓝色溶液.

9. 溶液

与酸性较强的羧酸反应产生气体.如:乙酸和苯甲酸等.

10. 浓硝酸

与含有苯环的蛋白质反应生成黄色沉淀.

在鉴别的过程中对实验的要求是:

(1)操作简便;(2)现象明显;(3)反应速度快;(4)灵敏度高.

一、相似相溶原理

1．极性溶剂（如水）易溶解极性物质（离子晶体、分子晶体中的极性物质如强酸等）；

2．非极性溶剂（如苯、汽油、四氯化碳、酒精等）能溶解非极性物质（大多数有机物、Br2、I2等）；3．含有相同官能团的物质互溶，如水中含羟基（—OH）能溶解含有羟基的醇、酚、羧酸

二、有机物的溶解性与官能团的溶解性

1．官能团的溶解性：

（1）易溶于水的官能团（即亲水基团）有—OH、—CHO、—COOH、—NH2。

（2）难溶于水的官能团（即憎水基团）有：所有的烃基(—CnH2n+1、—CH=CH2、—C6H5等)、卤原子（—X）、硝基（—NO2）等。

2．分子中亲水基团与憎水基团的比例影响物质的溶解性：

（1）当官能团的个数相同时，随着烃基（憎水基团）碳原子数目的增大，溶解性逐渐降低；例如，溶解性：CH3OH>C2H5OH>C3H7OH>……，一般地，碳原子个数大于5的醇难溶于水。

（2）当烃基中碳原子数相同时，亲水基团的个数越多，物质的溶解性越大；例如，溶解性：CH3CH2CH2OH

（3）当亲水基团与憎水基团对溶解性的影响大致相同时，物质微溶于水；例如，常见的微溶于水的物质有：苯酚 C6H5—OH、苯胺 C6H5—NH2、苯甲酸C6H5—COOH、正戊醇CH3CH2CH2CH2CH2—OH（上述物质的结构简式中“—”左边的为憎水基团，右边的为亲水基团）；乙酸乙酯CH3COOCH2CH3（其中—CH3和—CH2CH3为憎水基团，—COO—为亲水基团）。

（4）由两种憎水基团组成的物质，一定难溶于水。例如，卤代烃R-X、硝基化合物R-NO2，由于其中的烃基R—、卤原子—X和硝基—NO2均为憎水基团，故均难溶于水。

三、液态有机物的密度

1．难溶于水，且密度小于水的有机物例如，液态烃（乙烷、乙烯、苯、苯的同系物……），液态酯（乙酸乙酯、硬脂酸甘油酯……），一氯卤代烷烃（1-氯乙烷……），石油产品（汽油、煤油、油脂……）注：汽油产品分为直馏汽油和裂化汽油（含不饱和烃）。

2．.难溶于水，且密度大于水的有机物例如：四氯化碳、氯仿、溴苯、二硫化碳

有关羧酸的一些小规律(1)有机反应中用浓硫酸的主要反应有：磺化反应，硝化反应，醇的脱水，酯化反应等。

在上述反应中浓硫酸的作用体现在：[ ]

A．反应物(如磺化反应)

B．催化剂；

C．脱水剂或吸水剂。

(2)低碳羧酸的酸性一般比碳酸酸性强，羧酸随碳数增加酸性逐渐减弱：

甲酸＞乙酸＞碳酸＞苯酚

(3)乙酸乙酯实验：酯化反应是可逆的，逆反应是酯的水解。酯化反应进行的很慢，硫酸主要起催化剂作用；也能除去生成物中的水，使反应向生成物方向移动。接收生成乙酸乙酯试管中盛放饱和碳酸钠溶液，导气管口接近碳酸钠溶液的液面，但不能插入液面下。

(4)酯化反应的本质是脱水(羧酸脱-OH，醇脱H)，能发生酯化反应的物质：羧酸和醇，无机含氧酸和醇，糖和酸等。

(5)酯化反应是羧酸的一类主要反应。要较好地掌握这类反应首先把握好基本原理，即脱水的实质是羧酸脱羟基、醇脱氢，同时还应注意抓住反应特征是脱一水还是脱二水，是分子内脱水还是分子间脱水，是所有

官能团脱水还是部分官能团脱水。特征不同则生成物各异，有小分子酯也有高分子酯，有成环酯也有成链酯，还可能生成内酯等多种形式。因此，要很好地把握各类型的特点，才能使知识迁移，得心应手解决信息题。

(6)有机物中的氢原子与不同原子相连时，显示出的性质是不同的，即使氢原子相连的原子相同，如羟基均为氢氧键相连，而相邻的原子或原子团不同，则性质差异也很大。例如醇羟基、酚羟基、羧羟基均含-OH，但氢原子的活泼性不同。学习中应注意它在不同官能团中的活泼性，依据性质确定分子结构。

“氨”、“铵”、“胺”有什么区别

1．读音不同、字形不同

“氨”读音；“铵”读音；“胺”读音。

2．概念不同

氨是氮和氢的一种化合物，分子式为NH3，分子结构呈三角锥形，电子式为，其中氮原子有一对孤对电子，结构式为。

铵是从氨衍生所得的带一个单位正电荷的离子，化学式为NH4+，电子式为，其中氮氢原

子间形成了一条配位键，结构式为。但四个N－H键的键长、键能、键角完全相同，离子的空间构型为正四面体型。

胺是氨的氢原子被烃基代替后的有机化合物。氨分子中的一个、两个或三个氢原子被烃基取代而生成的化合物，分别称为第一胺（伯胺）、第二胺（仲胺）和第三胺（叔胺）。它们的通式为：RNH2——伯胺、R2NH——仲胺、R3N——叔胺。

3．性质不同

氨是一种无色、有臭味的气体，易溶于水。氨能够单独存在。

铵相当于正一价金属阳离子，凡是含NH4+的盐叫铵盐。NH4+不能单独存在，只能在铵盐或氨水中与阴离子共存。

胺类广泛存在于生物界，具有极重要的生理作用。因此，绝大多数药物都含有胺的官能团——氨基。蛋白质、核酸、许多激素、抗生素和生物碱，都含有氨基，是胺的复杂衍生物。

浅谈价键知识在解有机试题中的应用

1．“价数”守恒原则：在有机分子中C原子的价数为4，每个C形成4个共价键，N原子价数为3，每个N形成3个共价键，O和S原子的价数为2，每个原子形成2个共价键，H和X（卤原子）原子的价数为1，每个原子形成1个共价键。

2．每个碳原子最多可结合4个氢原子，每个氮原子最多结合3个氢原子，每个氧原子最多结合2个氢原子，，当除氢原子外的其它原子间都以单键结合时，形成的化合物中氢原子数最多，且n个原子间可形成n-1个单键。每减少2个氢原子，相应地其它原子间增加一个共价键。当碳原子个数为n时，氢原子的个数的最大上限值为2n+2个。在此基础之下，如果在分子结构中多一个C=C键，或多一个环状结构时，在分子组成中都要减少2个氢原子，而增加一个C≡C键就要减少4个氢原子。

=

对于，价键总数即共用电子对总数=，非

=。

于，=，

=。若只含=，若C≡C，叁键数，其余类

）烷烃通式为，共价键数=。当然，此小题可用数列知识求解，，则，。

）单烯烃通式为，共价键数为==3m

饱和一一元醛通式为，共价键数=。

例2 在烃分子结构中，若每减少中2个氢原子，则相当于碳碳间增加一对共用电子对。试回答下列问题：（1）分子结构为C n H2n+2烃分子中碳碳间共用电子对数为。（2）分子结构为C n H2n+6烃分子中碳碳间共用电子对数为。（3）C x可以看作是烃减氢后的产物，若某物质分子中碳碳间的共用电子对数为160，则符合条件的碳单质的分子式为；符合条件的单烯烃的分子为。

解析：（1）烷烃通式为，碳碳间共用电子对数

=。

（2）解答过程同（1），答案为n+3。

（3）可以为是，160=，x=80。符合该条件的碳单质的分子式为C80 ，若为单烯烃

，碳碳间共价键数为==160。m=160。

符合该条件的单烯烃为。

题型2 求分子组成中原子数或原子团数及其相互关系

例3 （1）由两个C原子、1个O原子、1个氮原子和若干个H原子组成的共价化合物，H的数目最多是个，试写出其中一例的结构简式。

（2）若共价化合物只含C、N、H四种元素,且以n(C)、n(N)分别表示C和N的原子数目，则氢原子数目最多等于。

（3）若共价化合物只含C、N、O、H四种元素,且以n(C)、n(N)、n(O)分别表示C、N和O的原子数目，则氢原子数目最多等于。

解析：（1）C、O、N相互之间未成键时，两个C原子最多可结合8个H原子，1个O原子最多可结合2个H原子，1个氮原子最多可结合3个H原子。C、O、N相互之间成键形成化合物时，要使H原子数最多，则它们之间必须以单键结合，且单键数为（2+1+1-1）=3，则H原子数目最多=8+2+3-3×2=7，其中一例的结构简式为：

HO-CH2-CH2-NH2

（2）C、N相互之间未成键时，n(C)个C原子最多可结合4n(C)个H原子，n(N)个N原子最多可结合3n(N)个H原子，C、N相互之间成键形成化合物时，要使H原子数最多，则它们之间必须以单键结合，且单键数为n(C)+n(N)-1，则H原子数目最多=4n(C)+3n(N)-[n(C)+n(N)-1]×2 =2n(C)+n(N)+2（3）C、N、O相互之间未成键时，n(C)个C原子最多可结合4n(C)个H原子，n(N)个N原子最多可结合3n(N)个H原子，n(O)个O原子最多可结合2n(O)个H原子，C、N、O相互之间成键形成化合物时，要使H原子数最多，则它们之间必须以单键结合，且单键数为n(C)+n(N)+n(O)-1，则H原子数目最多为：4n(C)+3n(N)+2n(O)-[n(C)+n(N)+n(O)-1]×2 =2n(C)+n(N)+2

当然，此题也可先解出（3）小题，把相关数据代入即可解出（1）和（2）两问，这样解更快捷。

例 4 某有机物分子中含n个—CH2—，m个，a个—CH3，其余为羟基，则羟基个数为。

解析：设羟基个数为x，题中C原子个数为n+m+a，由于所有原子均以单键结合，而1个羟基中O原子数与H原子数相等，显然羟基个数x等于（n+m+a）个C原子形成的烷烃中的所有H原子数减去已知的H原子数。

（n+m+a）个C原子形成的烷烃中的所有H原子数=2（n+m+a）+2

已知的H原子数=2n+m+3a

x=[2（n+m+a）+2] –(2n+m+3a)

=m+2-a

例5 在烷烃分子中的基团：—CH3、—CH2—、、中的碳原子分别称为伯、仲、叔、

季碳原子，数目分别用n1、n2、n3、n4表示．如，分子中n1＝6，n2＝1，n3＝2，n4＝1．试根据不同烷烃的组成和结构，分析出烷烃(除甲烷外)中各原子数的关系．

(1)烷烃分子中氢原子数为A，A与n1、n2、n3、n4的关系是：

A＝_______或A＝_______

(2)四种碳原子数之间的关系为n1＝_______．

(3)若某分子中n2＝n3＝n4＝1，则该分子的结构简式可能是：____________________．

解析：（1）烷烃中碳氢原子数应符合其通式，其中n=n1+n2+n3+n4，故A=

2n+2=2(n1+n2+n3+n4)+2；同时，把伯、仲、叔、季碳原子上的H相加，也得氢原子数。即A=3n1+2n2+n3。（2）可用价键知识求解：碳碳间共用电子对总数=n-1=n1+n2+n3+n4-1，伯、仲、叔、季碳原子未成对电子数

分别为1、2、3、4，碳碳间能形成的共用电子总数=，两者相等，整理得n1=n3+2n4+2。此小题亦可利用（1）建立的两个式子求解。

例6 喹啉是一种杂环化合物，它存在于多种药物的结构中。将萘（相对分子质量为128）分子一个碳原子换成氮原子，即可得到喹啉，推测其相对分子质量为

解析：根据有机物成键规律，有如下关系式：CH∽N，故可等量代换：

，所以喹啉的分子量为129。

可见，适时运用价键知识来解题是非常方便、快速、准确的。

(1)有机物推断的一般方法：

①找已知条件最多的，信息量最大的。这些信息可以是化学反应、有机物性质（包括物理性质）、反应条件、实验现象、官能团的结构特征、变化前后的碳链或官能团间的差异、数据上的变化等等。

②寻找特殊的或唯一的。包括具有特殊性质的物质（如常温下处于气态的含氧衍生物--甲醛）、特殊的分子式（这种分子式只能有一种结构）、特殊的反应、特殊的颜色等等。

③根据数据进行推断。数据往往起突破口的作用，常用来确定某种官能团的数目。

④根据加成所需的量，确定分子中不饱和键的类型及数目；由加成产物的

结构，结合碳的四价确定不饱和键的位置。

⑤如果不能直接推断某物质，可以假设几种可能，结合题给信息进行顺推或逆推，猜测可能，再验证可能，看是否完全符合题意，从而得出正确答案。

推断有机物，通常是先通过相对分子质量，确定可能的分子式。再通过试题中提供的信息，判断有机物可能存在的官能团和性质。最后综合各种信息，确定有机物的结构简式。其中，最关键的是找准突破口。

(2)根据反应现象推知官能团

①能使溴水褪色，可推知该物质分子中可能含有碳碳双键、三键或醛基。

②能使酸性高锰酸钾溶液褪色，可推知该物质分子中可能含有碳碳双键、三键、醛基或为苯的同系物。

③遇三氯化铁溶液显紫色，可推知该物质分子含有酚羟基。

④遇浓硝酸变黄，可推知该物质是含有苯环结构的蛋白质。

⑤遇I2水变蓝，可推知该物质为淀粉。

⑥加入新制氢氧化铜悬浊液，加热，有红色沉淀生成；或加入银氨溶液有银镜生成，可推知该分子结构有-CHO即醛基。则该物质可能为醛类、甲酸和甲酸某酯。

⑦加入金属Na放出H2，可推知该物质分子结构中含有-OH或-COOH。

⑧加入NaHCO3溶液产生气体，可推知该物质分子结构中含有-COOH或-SO3H。

⑨加入溴水，出现白色沉淀，可推知该物质为苯酚或其衍生物。

(3)根据物质的性质推断官能团

能使溴水褪色的物质，含有C=C或C C或-CHO；能发生银镜反应的物质，含有-CHO；能与金属钠发生置换反应的物质，含有－OH、－COOH；能与碳酸钠作用的物质，含有羧基或酚羟基；能与碳酸氢钠反应的物质，含有羧基；能水解的物质，应为卤代烃和酯，其中能水解生成醇和羧酸的物质是酯。但如果只谈与氢氧化钠反应，则酚、羧酸、卤代烃、苯磺酸和酯都有可能。能在稀硫酸存在的条件下水解，则为酯、二糖或淀粉；但若是在较浓的硫酸存在的条件下水解，则为纤维素。

(4)根据特征数字推断官能团

①某有机物与醋酸反应，相对分子质量增加42，则分子中含有一个－OH；增加84，则含有两个－OH。缘由－OH转变为

-OOCCH3。

②某有机物在催化剂作用下被氧气氧化，若相对分子质量增加16，则表明有机物分子内有一个－CHO（变为－COOH）；若增加32，则表明有机物分子内有两个－CHO（变为－COOH）。

③若有机物与Cl2反应，若有机物的相对分子质量增加71，则说明有机物分子内

含有一个碳碳双键；若增加142，则说明有机物分子内含有二个碳碳双键或一个碳碳叁键。

(5)根据反应产物推知官能团位置

①若由醇氧化得醛或羧酸，可推知－OH一定连接在有2个氢原子的碳原子上，

即存在-CH2OH；由醇氧化为酮，推知－OH一定连在有1个氢原子的碳原子上，即存在；

若醇不能在催化剂作用下被氧化，则－OH所连的碳原子上无氢原子。

②由消去反应的产物，可确定－OH或－X的位置

③由取代反应产物的种数，可确定碳链结构。如烷烃，已知其分子式和一氯代物的种数时，可推断其可能的结构。有时甚至可以在不知其分子式的情况下，判断

其可能的结构简式。

④由加氢后碳链的结构，可确定原物质分子C=C或C C的位置。

(6)根据反应产物推知官能团的个数

①与银氨溶液反应，若1mol有机物生成2mol银，则该有机物分子中含有一个醛基；若生成4mol银，则含有二个醛基或该物质为甲醛。

②与金属钠反应，若1mol有机物生成0.5molH2，则其分子中含有一个活泼氢原子，或为一个醇羟基，或酚羟基，也可能为一个羧基。

③与碳酸钠反应，若1mol有机物生成0.5molCO2，则说明其分子中含有一个羧基。

④与碳酸氢钠反应，若1mol有机物生成1molCO2，则说明其分子中含有一个羧基。

(7)根据反应条件推断反应类型

①在NaOH水溶液中发生水解反应，则反应可能为卤代烃的水解反应或酯的水解反应。

②在氢氧化钠的醇溶液中，加热条件下发生反应，则一定是卤代烃发生了消去反应。

③在浓硫酸存在并加热至170℃时发生反应，则该反应为乙醇的消去反应。

④能与氢气在镍催化条件下起反应，则为烯、炔、苯及其同系物、醛的加成反应（或还原反应）。

⑤能在稀硫酸作用下发生反应，则为酯、二糖、淀粉等的水解反应。

⑥能与溴水反应，可能为烯烃、炔烃的加成反应。

考点名称：有机物的合成

有机合成过程主要包括两个方面，其一是碳原子骨

架的变化，例如碳链的增长和缩短、链状和环状的互相转化；其二是官能团的引入和消除、官能团的衍变等变

化。考查有机合成实质是根据有机物的性质，进行必要的官能团反应，从而达到考查官能团性质的目的。因此，要想熟练解答此类问题，须掌握如下知识：

(1)官能团的引入：

在有机化学中，卤代烃可谓烃及烃的衍生物的桥梁，只要能得到卤代烃，就可能得到诸如含有羟基、醛

基、羧基、酯基等官能团的物质。此外，由于卤代烃可以和醇类相互转化，因此在有机合成中，如果能引入羟

基，也和引入卤原子的效果一样，其他有机物都可以信手拈来。同时引入羟基和引入双键往往是改变碳原子骨

架的终南捷径，因此官能团的引入着重总结羟基、卤原子、双键的引入。

①引入羟基（-OH）

A. 醇羟基的引入：烯烃与水加成、卤代烃水解、醛（酮）与氢气的加成、酯的水解等。

B. 酚羟基的引入：酚钠盐过渡中通入CO2，的碱性水解等。

C. 羧羟基的引入：醛氧化为酸（被新制Cu(OH)2悬浊液或银氨溶液氧化）、酯的水解等。

②引入卤原子：烃与卤素取代、不饱和烃与HX或X2加成、醇与HX取代等。

③引入双键：某些醇或卤代烃的消去引入C=C键、醇的氧化引入C=O键等。

(2)官能团的消除：

①通过加成消除不饱和键。

②通过消去、氧化或酯化等消除羟基（-OH）

③通过加成或氧化等消除醛基（-CHO）

(3)官能团间的衍变：可根据合成需要（或题目中所给衍变途径的信息），进行有机物官能团的衍变，以使中间物向产物递进。常见方式有以下三种：

①利用官能团的衍生关系进行衍变：如以丙烯为例，看官能团之间的转化：

上述转化中，包含了双键、卤代烃、醇、醛、羧酸、酯高分子化合物等形式的关系，领会这些关系，基本可

以把常见的有机合成问题解决。

②通过某种化学途径使一个官能团变为两个，如

③通过某种手段，改变官能团的位置：如：

(4)碳骨架的变化：

①碳链增长：若题目中碳链增长，课本中目前的知识有：酯化反应、氨基缩合反应、不饱和结构与HCN的加

成反应、不饱和化合物间的聚合，此外常由信息形式给出，例如羟醛缩合反应、卤代烃与金属钠反应等。

例如：

②碳链变短：碳链变短的形式有烃的裂化裂解，某些烃（如烯烃、苯的同系物）的氧化、羧酸及盐的脱羧反应等。

例如：

③链状变环状：不饱和有机物之间的加成，同一分子中或不同分子中两个官能团互相反应结合成环状结构。

例如，－OH与－OH间的脱水、羧基和羟基之间的反应、氨基和羧基之间的反应等。

④环状变链状：酯及多肽的水解、环烯的氧化等。当然，掌握上述相关知识后，还要分析要合成的有机物的结构，对比官能团与所给原料的官能团的异同，展开联想，理清衍变关系。同时深入理解并充分运用新信息要注意新信息与所要求合成的物质间的联系，找出

其结合点或共同性质，有时根据需要还应从已知信息中通过对比、分析、联想，开发出新的信息并加以利用。