操作15 有机实验中的洗涤(解析版)

（三）高考中涉及的有机实验洗涤
1．【2019江苏】丙炔酸甲酯（ ）是一种重要的有机化工原料，沸点为103~105 ℃。实验室制备少14 g丙炔酸、50 mL甲醇和2 mL浓硫酸，搅拌，加热回流一段时间。
步骤2：蒸出过量的甲醇（装置见下图）。
步骤3：反应液冷却后，依次用饱和NaCl溶液、5%Na2CO3溶液、水洗涤。分离出有机相。
2．【2016上海】乙酸乙酯广泛用于药物、染料、香料等工业，中学化学实验常用a装置来制备。
饱和Na2CO3溶液的作用是_______________。
【答案】该设问在教材中已经有介绍，挥发出来的蒸汽中有乙酸、乙醇和乙酸乙酯，因为饱和碳酸钠的作用应该根据上述三种物质来进行描述，答案为中和乙酸、溶解乙醇、减少乙酸乙酯在水中的溶解
划线部分的洗涤操作三次洗涤的目的是什么？
【解析】酯化反应是可逆反应，反应物不能完全转化为生成物。而且反应是在硫酸作催化剂条件下发生。因此制取的产品中含有一些杂质，要通过洗涤将它们除去。反应后的溶液要经过多次洗涤，在该实验中通过计算可知乙酸过量，因此在洗涤操作中，第一次水洗的主要目的是除去大部分催化剂硫酸和未反应的醋酸；然后用饱和碳酸氢钠溶液碱性洗涤，这样既可以除去未洗净的醋酸，也可以降低酯的溶解度；再第二次水洗，该操作的主要目的是洗去产品上残留的碳酸氢钠
1.P125阿司匹林的制备
第一次冷水洗涤：结合前后信息，可知产物阿司匹林上沾有水杨酸、乙酸酐、硫酸，因此第一次冷水洗涤是将这些物质粗略洗去，因为后续还要进行更精准的除杂操作。
第二次冷水洗涤：结合后续信息，可以发现本次洗涤后就得到了最终产物，因此洗涤的目的是除去之前用来除杂的物质，此处为洗去稀盐酸。
2.P132溴苯的制备
第三次洗涤：除去其中残留的乙醇，因为乙醇会和氯化钙形成结晶醇从而被彻底除去。
4.P199正溴丁烷的制备
第一次：等体积的水洗涤。从信息可知，为反应后首个洗涤步骤，目的为洗去酸和部分溶于水的有机物。
第二次：浓硫酸洗涤。除去未反应的正丁醇及副产物1－丁烯和正丁醚
第三次：水洗。粗略洗去上一步骤残余的硫酸
第四次：饱和碳酸氢钠洗涤。彻底洗去残余的硫酸。
3．【2014新课标Ⅰ】乙酸异戊酯是组成蜜蜂信息素质的成分之一，具有香蕉的香味，实验室制备乙酸异戊酯的反应装置示意图和有关数据如下：
实验步骤：
在A中加入4.4 g的异戊醇，6.0 g的乙酸、数滴浓硫酸和2～3片碎瓷片，开始缓慢加热A，回流50分钟，反应液冷至室温后，倒入分液漏斗中，分别用少量 水，饱和碳酸氢钠溶液和水洗涤，分出的产物加入少量无水硫酸镁固体，静置片刻，过滤除去硫酸镁固体，，进行蒸馏纯化，收集140～143 ℃馏分，得乙酸异戊酯3.9 g。回答下列问题：
第一次洗涤：水洗。由于洗涤操作共进行了三次，每次必然有不同的作用。按照上下文信息分析，第一次水洗和第二次氢氧化钠洗涤作用肯定有重合，因此第一次水洗的目的是洗去三溴化铁、溴化氢和部分溴，此处之所以是部分溴是因为溴单质在水中溶解度不大，因此才有后续的操作。
第二次洗涤：氢氧化钠洗涤。通过上述信息分析，此步操作是洗去剩余的溴单质。
第五次：水洗。洗去上一步骤残余的碳酸氢钠。
5.p227苯甲醇和苯甲酸的制备
第一次洗涤：饱和亚硫酸氢钠洗涤。由于该实验中KOH是过量的，因此在反应后要除去过量的KOH；同时亚硫酸钠与未反应完全的苯甲醛反应生成阿尔法-苯基羟基磺酸钠（不溶于乙醚，可溶于水，但不溶于亚硫酸氢钠饱和溶液）
第二次洗涤：碳酸钠洗涤。除去过量的亚硫酸氢钠。
操作
将互相混合的物质进行分离并获得相对纯净的某种物质的过程称为分离纯化过程。在有机制备实验中，产物从混合物中分离出来，除了用到常见的分液、蒸馏等操作外，就是洗涤操作。
对于非均相混合体系的分离，简单的机械方法即可完成，如过滤、沉降、离心等；均相混合体系的分离较为困难，一般现将某组分转化到另一种相态中，使体系转化为非均相体系，再利用机械方法进行分离。而均相混合体系的分离的第一步，就涉及到混合物的洗涤。
分离提纯：
反应粗产物倒入分液漏斗中分别用少量5%碳酸钠溶液和水洗涤，分离后加入无水氯化钙颗粒，静置一段时间后弃去氯化钙。最终通过蒸馏得到纯净环己烯10g。
第三次洗涤：水洗。经过上述两次洗涤，反应体系中原本的杂质已被除净，但是在第二次洗涤又会引入氢氧化钠，因此第三次水洗的目的就是洗去氢氧化钠。
3.P139乙醚的制备
第一次洗涤：氢氧化钠洗涤。目的是除去混合体系中的酸性物质。
第二次洗涤：在用NaOH水溶液洗涤粗产物之后，必然有少量碱残留在产品乙醚里，若此时直接用饱和氯化钙水溶液洗，则将有氢氧化钙沉淀产生，影响洗涤和分离。因此用氢氧化钠水溶液洗涤产品之后应用饱和氯化钠水溶液洗涤。这样，既可以洗去残留在乙醚中的碱，又可以减少乙醚在水中的溶解度。
4．【2013新课标I】醇脱水是合成烯烃的常用方法，实验室合成环己烯的反应和实验装置如下：
可能用到的有关数据如下：
相对分子质量
密度/(g·cm－3)
沸点/℃
溶解性
环己醇
100
0.9618
161
微溶于水
环己烯
82
0.8102
83
难溶于水
合成反应：
在a中加入20g环己醇和2小片碎瓷片，冷却搅动下慢慢加入1 mL浓硫酸。B中通入冷却水后，开始缓慢加热a，控制馏出物的温度不超过90℃。
步骤4：有机相经无水Na2SO4干燥、过滤、蒸馏，得丙炔酸甲酯。
问题：划线部分三次洗涤的目的分别是什么？
答：丙炔酸甲酯的沸点为103℃~105℃，制备丙炔酸甲酯采用水浴加热，因此反应液中除含有丙炔酸甲酯外，还含有丙炔酸、硫酸；通过饱和NaCl溶液可吸收硫酸；5%的Na2CO3溶液的作用是除去丙炔酸，降低丙炔酸甲酯在水中的溶解度，使之析出；水洗除去NaCl、Na2CO3，然后通过分液的方法得到丙炔酸甲酯
洗涤操作，主要是利用物质间化学性质的差异性，讲某种物质转化到另一种相态中，再利用分液操作分离开。该操作可以有效的除去混合液中的杂质成分，使得到的产物更纯净。
（一）有机物洗涤的仪器与操作
与萃取－分液操作类似，此处以几组图像进行表示。
（二）取材于有机实验的洗涤操作及操作说明
以下材料来源皆为《基础化学实验（第二版）有机化学实验分册》吉林大学张锁秦