1.2.1有机化合物的分离、提纯同步练习-苏教版高中化学选择性必修3
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.除去下列物质中的杂质(括号内的物质),所使用的试剂和主要方法都正确的是
选项 物质 使用的试剂 主要方法
A 乙醇(水) 钠 蒸馏
B 溴苯(溴) 苯 萃取、分液
C 苯甲酸(KCl) 水 重结晶
D 乙烷(乙烯) 氢气 反应转化
A.A B.B C.C D.D
2.下列各组有机物中,只需加入溴水就能一一鉴别的是
A.甲苯、苯、己烯 B.苯、丙炔、乙烯
C.乙烯、甲苯、四氯化碳 D.辛烷、甲苯、环己烷
3.提纯下列物质(括号内为少量杂质),所选用的试剂与分离方法均正确的是
选项 混合物 除杂试剂 分离方法
A 苯(甲苯) 酸性KMnO4溶液,NaOH溶液 分液
B 溴苯(溴) NaOH溶液 过滤
C 甲烷(乙烯) 酸性KMnO4溶液 洗气
D 乙酸乙酯(乙酸) 氢氧化钠溶液 蒸馏
A.A B.B C.C D.D
4.下列实验中,所采取的分离方法或对应原理不正确的是
选项 目的 分离方法 原理
A 除去淀粉胶体中的NaCl 过滤 淀粉胶体不能透过滤纸,NaCl则可以透过
B 除去Cl2中的HCl 洗气 Cl2在饱和食盐水中的溶解度很小而HCl易溶
C 除去粗苯甲酸晶体中的沙子 重结晶 苯甲酸的溶解度受温度影响较大,沙子在水中溶解度小
D 分离食用油和汽油 蒸馏 食用油和汽油的沸点不同
A.A B.B C.C D.D
5.为提纯下列物质(括号内物质为杂质),所选用的除杂试剂和分离方法都正确的是
选项 被提纯的物质 除杂试剂 分离方法
A 己烷(己烯) 氢气 加热
B 苯(苯酚) 浓溴水 过滤
C 甲烷(乙烯) 酸性KMnO4溶液 洗气
D 溴苯(溴) NaOH溶液 分液
A.A B.B C.C D.D
6.下列实验不能达到实验目的,操作错误的是
A.制备蒸馏水 B.有机层与水层分开 C.趁热过滤除苯甲酸中杂质 D.蒸发得苯甲酸晶体
A.A B.B C.C D.D
7.下列除去括号内杂质的有关操作正确的是
A.苯(硝基苯):加少量蒸馏水振荡,待分层后分液
B.乙醇(水):加新制生石灰,蒸馏
C.CO2(HCl、水蒸气):通过盛有碱石灰的干燥管
D.乙烷(乙烯):通入氢气发生加成反应
8.提纯下列物质(括号内物质为杂质),所选用的除杂试剂和分离方法都正确的是
选项 被提纯物质 除杂试剂 分离方法
A 乙醇(乙酸) Na2CO3溶液 分液
B 酒精(水) 生石灰 蒸馏
C 乙烷(乙烯) 酸性KMnO4溶液 洗气
D 环己烷(溴) CCl4 萃取
A.A B.B C.C D.D
9.下列分离提纯的方法不正确的是
选项 混合物 分离、提纯方法 选项 混合物 分离、提纯方法
A. 分离苯和水 分液法 B. 除去乙炔中H2S气体[ 用CuSO4溶液洗气
C. 分离乙醇和甲醇 蒸馏法 D. 除去水中的少量苯酚 过滤
A.A B.B C.C D.D
10.已知青蒿素是烃的含氧衍生物,为无色针状晶体,易溶于有机溶剂如丙酮、氯仿,可溶于乙醇、乙醚等,在水中几乎不溶,熔点为156~157℃,热稳定性差。乙醚的沸点为35℃。如图是从黄花青蒿中提取青蒿素的工艺流程,下列有关实验操作的说法正确的是
A.研碎时应该将黄花青蒿置于烧杯中
B.操作Ⅰ是萃取,所用的玻璃仪器有烧杯、分液漏斗
C.操作Ⅱ是蒸馏,所用的主要玻璃仪器是蒸馏烧瓶、酒精灯、冷凝管、温度计、锥形瓶等
D.操作Ⅲ是酒精灯加热,然后加水溶解、过滤
二、填空题
11.回答下列问题
(1)如图是一套蒸馏装置图,图中存在的错误: 。
(2)若用蒸馏的方法分离甘油(沸点为290 ℃)和水的混合物,被蒸馏出来的物质是 。
(3)若用蒸馏的方法分离出CCl4(沸点为76.8 ℃)中含有的CH3CH2OCH2CH3(沸点为45 ℃),应控制的适宜温度为 。
12.苯甲醇与苯甲酸是重要的化工原料,可通过苯甲醛在NaOH溶液中的歧化反应制得,反应的化学方程式为2 +NaOH +
某研究小组在实验室制备苯甲醇与苯甲酸,反应结束后对反应液按下列步骤处理:
已知:苯甲醇易溶于乙醚、乙醇,在水中溶解度较小。苯甲酸微溶于水。
请回答下列问题:
(1)萃取分离苯甲醇与苯甲酸钠时,合适的萃取剂是 。萃取分液后,所得水层用盐酸酸化的目的是(用化学方程式表示) 。
(2)苯甲酸在A、B、C三种溶剂中的溶解度(S)随温度变化的曲线如如图所示,重结晶时,合适的溶剂是 (填字母)。重结晶的具体操作是:将苯甲酸粗品加热溶解, ,过滤。过滤得到的苯甲酸晶体需洗涤,采用的合适洗涤剂是 (填字母)。
a.饱和食盐水 b.溶液 c.稀硫酸 d.蒸馏水
13.关于重结晶有以下要求:
(1)重结晶选择溶剂的要求:
①杂质在所选溶剂中溶解度 ,易于除去。
②被提纯的有机物在所选溶剂中的溶解度受 的影响较大;该有机物在热溶液中的溶解度 ,冷溶液中的溶解度 ,冷却后易于结晶析出。
(2)重结晶实验操作步骤
① ;② ;③ 。
14.环己烯是一种重要的化工原料。
(1)实验室可由环己醇制备环己烯,反应的化学方程式是 。
(2)实验装置如下图所示,将10 mL环己醇加入试管A中,再加入1 mL浓硫酸,摇匀后放入碎瓷片,缓慢加热至反应完全,在试管C内得到环己烯粗品。
环己醇和环己烯的部分物理性质如下:
密度 (g/cm3) 熔点 (℃) 沸点 (℃) 溶解性
环己醇 0.96 25 161 能溶于水
环己烯 0.81 -103 83 难溶于水
① A中碎瓷片的作用是 ;导管B除了导气外还具有的作用是 。
② 试管A置于水浴中的目的是 ;
试管C置于冰水浴中的目的是 。
(3)环己烯粗品中含有少量环己醇和酸性杂质。精制环己烯的方法是:
① 向环己烯粗品中加入 (填入编号),充分振荡后, (填操作名称)。
A.Br2的CCl4溶液 B.稀H2SO4 C.Na2CO3溶液
② 再对初步除杂后的环己烯进行蒸馏,得到环己烯精品。蒸馏时,蒸馏烧瓶中要加入少量生石灰,目的是 。
③ 实验制得的环己烯精品质量低于理论产量,可能的原因是 。
A.蒸馏时从70℃开始收集产品
B.环己醇实际用量多了
C.制备粗品时环己醇随产品一起蒸出
(4)以下区分环己烯精品和粗品的方法,合理的是 。
A.加入水观察实验现象
B.加入金属钠观察实验现象
C.加入酸性高锰酸钾溶液,振荡后观察实验现象
15.测定有机物之前需要对有机物进行 ,常用的方法有 、 和 。
16.填表。
(1)常见有机物的除杂
除杂试剂 分离方法
乙醇(水)
乙醇(乙酸)
乙酸乙酯(乙醇)
(2)常见有机物的检验
试剂、用品或方法 现象
乙醛 新制悬浊液(或银氨溶液) 有红色沉淀生成(或有银镜出现)
淀粉
蛋白质
17.请写出除去下列物质中混入的少量杂质(括号内物质为杂质)的试剂或方法。
(1)乙酸乙酯(乙酸):
(2)乙醇(水):
(3)甲烷(乙烯):
(4)甘油(水):
(5)硝基苯(苯):
(6)溴苯(Br2):
(7)汽油(水):
18.有机化合物研究的发展阶段
(1)从天然的动植物中提取、分离出一些 。
(2)研究有机化合物的 、 、 和 。
(3)根据需要对有机化合物分子进行 和 。
19.从空气中捕获CO2直接转化为甲醇是二十多年来“甲醇经济”领域的研究热点,诺贝尔化学奖获得者乔治·安德鲁教授首次以金属钌作催化剂实现了这种转化,其转化如图所示
(1)如图所示转化中,第4步常采取 法将甲醇和水进行分离
(2)如图所示转化中,由第1步至第4步的反应热(ΔH)依次是a kJ·mol-1、b kJ·mol-1、c kJ·mol-1、d kJ·mol-1,则该转化总反应的热化学方程式是
20.
蒸馏操作实验仪器:铁架台、酒精灯、石棉网、 、温度计、 、牛角管(尾接管)、锥形瓶。
三、实验题
21.苯甲醇与苯甲酸是重要的化工原料,可通过苯甲醛在氢氧化钠水溶液中的歧化反应制得,反应式为:2+NaOH+,某研究小组在实验室制备苯甲醇与苯甲酸,反应结束后对反应液按下列步骤处理:
重结晶过程:溶解→活性炭脱色→趁热过滤→冷却结晶→抽滤→洗涤→干燥
已知:苯甲醇易溶于乙醚、乙醇,在水中溶解度较小。请根据以上信息,回答问题:
(1)萃取分离苯甲醇与苯甲酸钠时,合适的萃取剂是 ,其理由是 充分萃取并静置分层,打开分液漏斗上口的玻璃塞后,上、下层依次分离。
(2)苯甲酸在A、B、C三种溶剂中的溶解度(s)随温度变化的曲线如下图所示:
①重结晶时,合适的溶剂是 (填字母)。
②洗涤时采用的合适洗涤剂是 (填字母)。
A.饱和食盐水 B.Na2CO3溶液 C.稀硫酸 D.蒸馏水
(3)如图是减压过滤装置,请指出其中一处明显错误: 。
22.乙酰苯胺是一种白色有光泽片状结晶或白色结晶粉末,是磺胺类药物的原料,可用作止痛剂、退热剂、防腐剂和染料中间体。乙酰苯胺的制备原理为:
实验参数:
名称 相对分子质量 性状 密度g/cm3 沸点/℃ 溶解度
苯胺 93 无色油状液体、具有还原性 1.02 184.4 微溶于水 易溶于乙醇、乙醚等
乙酸 60 无色液体 1.05 118.1 易溶于水 易溶于乙醇、乙醚
乙酰苯胺 135 白色晶体 1.22 304 微溶于冷水,溶于热水 易溶于乙醇、乙醚
注:刺形分馏柱的作用相当于二次蒸馏,用于沸点差别不太大的混合物的分离。
实验步骤:
a.在圆底烧瓶中加入l0mL新蒸馏制得的苯胺、15ml冰醋酸和少许锌粉(约0.2g) 和几粒沸石,并连接好装置。
b.用小火加热回流,保持温度在105℃约1小时,当温度下降时表明反应已完成,边搅拌边趁热过滤,然后将反应物倒入盛有250 mL冷水的烧杯中。
c.冷却后抽滤,用冷水洗涤粗产品,将粗产品移至400mL 烧杯中,加入300mL水并加热使其充分溶解,稍冷,待乙酰苯胺晶体析出,抽滤后烘干并称重为13.33g。
(1)a仪器的名称是 。
(2)实验中加入少量锌粉的目的是 。
(3)刺形分馏柱的作用是 。从化学平衡的角度分析,控制分馏柱上端的温度在105℃左右的原因是
(4)步骤c的操作名称是 。
(5)乙酰苯胺粗品因含杂质而显色,欲进行提纯,步骤如下:热水溶解、 、过滤、洗涤、干燥(选取正确的操作并排序)。
a.蒸发结晶 b.冷却结晶 c.趁热过滤 d.加入活性炭
(6)乙酰苯胺的产率是 %(结果保留一位小数)。
23.咖啡因是一种生物碱(易溶于水及乙醇,熔点234.5℃,100℃以上开始升华),有兴奋大脑神经和利尿等作用。茶叶中含咖啡因约1%~5%、单宁酸(Ka约为10 4,易溶于水及乙醇)约3%~10%,还含有色素、纤维素等。实验室从茶叶中提取咖啡因的流程如下图所示。
索氏提取装置如图所示。实验时烧瓶中溶剂受热蒸发,蒸汽沿蒸汽导管2上升至球形冷凝管,冷凝后滴入滤纸套筒1中,与茶叶末接触,进行萃取。萃取液液面达到虹吸管3顶端时,经虹吸管3返回烧瓶,从而实现对茶叶末的连续萃取。回答下列问题:
(1)实验时需将茶叶研细,放入滤纸套筒1中,研细的目的是 ,圆底烧瓶中加入95%乙醇为溶剂,加热前还要加几粒 。
(2)可采用如图所示的简易装置分离提纯咖啡因。将粉状物放入蒸发皿中并小火加热,咖啡因在扎有小孔的滤纸上凝结,该分离提纯方法的名称是 。
参考答案:
1.C
【详解】A.乙醇与水都可与金属钠发生反应,故不能出去杂质,错误;
B.溴苯中的溴可与苯互溶,同时与溴苯也不溶,不能用分液的方法出去杂质,错误;
C.苯甲酸中加入水,其中的氯化钾可溶于水,与苯甲酸混合,重结晶可分离,正确;
D.除去乙烷中的乙烯,加入氢气,又引入了新的杂质,错误;
故本题选C。
2.C
【详解】A.甲苯、苯都不溶于水,且密度比水小,溴水不能鉴别,A项错误;
B.丙炔、乙烯均含有不饱和键,能与溴水发生加成反应,溴水不能鉴别,B项错误;
C.乙烯含有碳碳双键,与溴水发生加成反应,使溴水褪色,甲苯和四氯化碳不与溴水反应,但甲苯密度比水小,有色层在上层,而四氯化碳密度比水大,有色层在下层,溴水可鉴别,C项正确;
D.辛烷、甲苯、环己烷都不溶于水,且密度都比水小,溴水不能鉴别,D项错误;
答案选C。
3.A
【详解】A.甲苯能被酸性高锰酸钾溶液氧化为苯甲酸,苯甲酸再与氢氧化钠溶液反应生成易溶于水的苯甲酸钠,与苯分层,故A正确;
B.溴与NaOH溶液反应后,与溴苯分层,不能过滤,应分液,故B错误;
C.乙烯能被酸性高锰酸钾溶液氧化生成二氧化碳,引入新杂质,不能除杂,应选溴水、洗气,故C错误;
D.乙酸乙酯、乙酸均能与NaOH溶液反应,将源物质除去,不能除杂,应选用饱和碳酸钠溶液、分液,故D错误;
答案选A。
4.A
【详解】A.胶体的胶粒可以透过滤纸,但不能透过半透膜,应渗析分离,A错误;
B.氯气溶于水发生反应:Cl2+H2OH++Cl-+HClO,由于饱和食盐水中存在大量Cl-可以抑制氯气的溶解,除去Cl2中的HCl时,可利用二者在饱和食盐水中的溶解度差异,采用洗气法除杂,B正确;
C.沙子难溶于水,热水溶解后过滤再重新结晶即可以除去沙子,C正确;
D.食用油和汽油为互溶的两种液体,可以利用其沸点不同蒸馏分离,D正确;
综上所述答案为A。
5.D
【详解】A.己烯与氢气加成可得到己烷,但加入氢气的量无法控制,故A错误;
B.浓溴水与苯酚反应生成的三溴苯酚易溶于苯,不能除杂,应选NaOH溶液、分液,故B错误;
C.乙烯被高锰酸钾氧化生成二氧化碳,引入新杂质,应选溴水、洗气,故C错误;
D.溴与NaOH反应后,与溴苯分层,然后分液可分离,故D正确;
故选D。
6.D
【详解】A.制备蒸馏水使用蒸馏冷凝的方法,冷凝得到蒸馏水,能达到实验目的,故A不符合题意;
B.使用分液的方法分离有机层和水层,能达到实验目的,故B不符合题意;
C.过滤能分离固体和液体,趁热过滤除苯甲酸中杂质分离出苯甲酸晶体,能达到实验目的,故C不符合题意;
D.蒸发操作使用蒸发皿,不是使用烧杯,不能达到实验目的,且制备苯甲酸晶体不宜用蒸发结晶法,要用降温结晶法,故D符合题意;
故选D。
7.B
【详解】A.苯和硝基苯都不溶于水,不分层,无法分离,A项错误;
B.氧化钙可与水反应生成难挥发的氢氧化钙,乙醇和氧化钙不反应,所以可用加生石灰蒸馏的方法分离,B项正确;
C.二氧化碳能与碱石灰反应,将原物质除掉,不符合除杂原则,C项错误;
D.引入了新的杂质氢气,氢气和乙烷无法分离,D项错误;
答案选B。
8.B
【详解】A.乙醇能溶于水,分液不可分离,故A错误;
B.CaO与水反应后,增大与乙醇的沸点差异,然后蒸馏可分离,故B正确;
C.乙烯被高锰酸钾氧化生成二氧化碳,引入新杂质,应选溴水、洗气,故C错误;
D.环己烷也能溶于CCl4,萃取不可分离,故D错误;
故选:B。
9.D
【详解】A.苯和水不互溶分层,可用分液法进行分离,故A正确;
B.CuSO4溶液能与H2S气体反应生成硫化铜沉淀,而乙炔与硫酸铜不反应,可以达到目的,故B正确;
C.乙醇和甲醇互溶,但沸点不同,可用蒸馏法进行分离,故C正确;
D.常温下,苯酚的溶解度较小,除去水中的少量苯酚,可用分液的方法进行分离,故D错误;
故选D。
10.C
【分析】根据乙醚浸取法的流程可知,对青蒿进行干燥破碎,可以增大青蒿与乙醚的接触面积,提高青蒿素的浸取率,用乙醚对青蒿素进行浸取后,过滤,可得滤液和滤渣,提取液经过蒸馏后可得青蒿素的粗品,对粗品加95%的乙醇,浓缩、结晶、过滤可得精品,以此解答。
【详解】A.研碎时应该将黄花青蒿置于研钵中进行,选项A错误;
B.由上述分析可知,操作Ⅰ是将固体和液体分开,是过滤,选项B错误;
C.操作Ⅱ是将提取液中的乙醚分离出去,得到粗产品,蒸馏用到的主要玻璃仪器是蒸馏烧瓶、酒精灯、冷凝管、温度计、锥形瓶等,选项C正确;
D.操作Ⅲ是重结晶,具体为溶解、加热浓缩、冷却结晶、过滤,选项D错误。
答案选C。
11.(1)温度计位置错误,冷凝管进出水方向不对,没有加碎瓷片
(2)水
(3)45 ℃
【详解】(1)蒸馏烧瓶中应加入碎瓷片,温度计应在蒸馏烧瓶的支管处,冷凝水应该下口进上口出,故答案为:温度计位置错误,冷凝管进出水方向不对,没有加碎瓷片;
(2)沸点低的物质先蒸出,因此被蒸馏出来的物质是水;
(3)乙醚沸点低,先蒸出的是乙醚,故控制温度在45℃,故答案为:45℃。
12.(1) 乙醚 C6H5COONa+HCl=C6H5COOH+NaCl
(2) C 趁热过滤、冷却结晶 d
【详解】(1)苯甲醇易溶于乙醚,且乙醚与水互不相溶,可用乙醚作为萃取剂;萃取分液后,所得水层加入盐酸可生成苯甲酸,盐酸与苯甲酸钠生成苯甲酸与氯化钠,反应的化学方程式为:C6H5COONa+HCl=C6H5COOH+NaCl;
(2)应选择试剂C,原因是在溶剂C中随温度变化苯甲酸的溶解度变化较大,有利于重结晶分离;
苯甲酸的溶解度随着温度升高溶解变大,重结晶的具体操作是:将苯甲酸粗品加热溶解,趁热过滤、冷却结晶,过滤;
洗涤时可用蒸馏水,防止引入其它杂质;
故选d。
13.(1) 很小或很大 温度 较大 较小
(2) 加热溶解 趁热过滤 冷却结晶
【详解】(1)①重结晶要求溶剂满足条件:杂质在此溶剂中溶解度很大或溶解度很小,易于除去,故答案为:很小或很大;
②重结晶法要求被提纯的物质在此溶剂中的溶解度受温度的影响较大,该有机物在热溶液中溶解度较大,在冷溶液中溶解度较小,冷却后易于结晶析出,故答案为:温度;较大;较小;
(2)重结晶实验的操作步骤为:加热溶解、趁热过滤、冷却结晶,故答案为:加热溶解;趁热过滤;冷却结晶。
14.(1)
(2) 防暴沸 冷凝 受热均匀,便于控温 防止环己烯挥发
(3) C 分液 除去产品中少量的水 C
(4)B
【详解】(1)实验室用环己醇在浓硫酸加热到85℃发生消去反应制备环己烯,反应的方程式为;
(2)①根据制乙烯实验的知识,发生装置A中碎瓷片的作用是防止暴沸,由于生成的环己烯的沸点为83℃,要得到液态环己烯,导管B除了导气外还具有冷凝作用,便于环己烯冷凝;
②由于制取环己烯的反应条件是85℃,所以用水浴加热,水浴加热能使受热均匀,且便于控制温度;冰水浴的目的是降低环己烯蒸气的温度,使其液化;
(3)①环己烯粗品中还含有少量的酸和环己醇,环己烯中含有碳碳双键,可以被KMnO 4溶液氧化,稀H2SO4不能除去,反而能引入新的酸性杂质,只有Na2CO 3溶液,不能与环己烯反应,可以与酸性杂质反应,可选C,充分振荡后,再分液;
②生石灰能与水反应生成氢氧化钙,除去了残留的水,得到纯净的环己烯;
③根据表中数据可知,馏分环己烯的沸点为83℃,故收集产品应控制温度在83℃左右;
A.蒸馏时从70℃开始收集产品,提前收集,产品中混有杂质,实际产量高于理论产量,选项A错误;
B.环己醇实际用量多了,制取的环己烯的物质的量增大,实验制得的环己烯精品质量高于理论产量,选项B错误;
C.若粗产品中混有环己醇,导致测定消耗的环己醇量增大,制得的环己烯精品质量低于理论产量,选项C正确;
答案为C;
(4)环己烯粗品中含有环己醇,根据环己醇能与钠产生氢气,而环己稀不能,加入水观察实验现象,环己烯精品和粗品没有区别,环己烯精品和粗品都能使高锰酸钾褪色,答案选B。
15. 分离和提纯 蒸馏 重结晶 萃取
【解析】略
16.(1) 蒸馏 蒸馏 溶液 分液 溴水 洗气
(2) 碘水 变蓝 灼烧 有烧焦羽毛的气味
【详解】(1)CaO与水反应生成氢氧化钙,乙醇与CaO不反应,然后蒸馏可以获得纯净的乙醇,乙醇中有水加,蒸馏;乙醇中乙酸能与CaO等反应,乙醇不反应,乙醇中乙酸,加,蒸馏;乙酸乙酯中乙醇能溶于水中,加溶液,分液;乙烯能与溴发生加成反应而乙烷不能,通入溴水进行洗气,故答案为:;蒸馏;;蒸馏;溶液;分液;溴水;洗气;
(2)淀粉遇碘水变蓝;蛋白质灼烧有烧焦羽毛的气味,故答案为:碘水;变蓝;灼烧;有烧焦羽毛的气味。
17.(1)碳酸钠溶液
(2)氧化钙
(3)溴水
(4)碱石灰
(5)蒸馏
(6)稀氢氧化钠溶液
(7)分液
【解析】(1)
加入过量的碳酸钠溶液,乙酸会发生反应,生成的乙酸钠溶于水中,乙酸乙酯浮在上层,用分液漏斗分离。
(2)
乙醇中少量的水可先加氧化钙脱水,后蒸馏。
(3)
将混有乙烯的甲烷气体通过溴水,乙烯加成后产物是液体,甲烷不反应,通过后经干燥即可。
(4)
加入碱石灰吸收水后经过滤得到纯净甘油,也可以利用甘油和水的沸点相差较大采用蒸馏的方法。
(5)
硝基苯和苯的沸点相差,较大采用蒸馏的方法,先蒸出苯。
(6)
先用稀氢氧化钠溶液洗涤,除去溴,然后再通过分液漏斗进行分液操作。
(7)
汽油和水不互溶,能分层,能用分液分离。
18.(1)纯净物
(2) 组成 结构 性质 应用
(3) 设计 合成
【详解】(1)人类对有机化合物研究的发展阶段,从天然的动植物中提取、分离出一些纯净物,用于鉴定和研究有机化合物的组成和结构等,常用的分离提纯方法有重结晶、萃取和分液、蒸馏等;
(2)得到纯净的有机化合物后,再研究有机化合物的组成、结构、性质和应用,如用现代元素分析仪研究有机物的组成,用核磁共振氢谱、红外光谱等研究有机物的结构;
(3)最后根据需要对有机化合物分子进行设计和合成,目前有机化学在不同领域与其他学科相融合,开辟出了新的更为广阔的研究空间。
19.(1)蒸馏(或分馏)
(2)CO2(g)+3H2(g) CH3OH(l)+H2O(l) ΔH=(a+b+c+d)kJ·mol-1
【详解】(1)甲醇易挥发,沸点较低,与水的沸点相差较大,可以采用蒸馏或分馏的方法分离甲醇和水。
(2)根据图示是一个闭合的环,说明总反应的反应热是四步反应的反应热之和,结合碳元素守恒,可以写出总反应的热化学方程式:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(l) ΔH=(a+b+c+d)kJ·mol-1。
20. 蒸馏烧瓶 直形冷凝管
【详解】蒸馏操作实验仪器:铁架台、酒精灯、石棉网、蒸馏烧瓶、温度计、直形冷凝管、牛角管(尾接管)、锥形瓶。
21.(1) 乙醚(或芳烃、汽油) 苯甲醇在乙醚中的溶解度大于在水中的溶解度,且乙醚与水互不相溶
(2) C D
(3)布氏漏斗下端斜口未与吸滤瓶的支气管口相对
【分析】苯甲醛在氢氧化钠水溶液中的歧化反应制得苯甲醇与苯甲酸钠,有机层含有苯甲醇,经干燥蒸馏得到,水层含苯甲酸钠,加入盐酸酸化得到苯甲酸,经重结晶得到;
【详解】(1)苯甲醇易溶于乙醚,且乙醚与水互不相溶,可用乙醚作为萃取剂;故答案为:乙醚;苯甲醇在乙醚中的溶解度大于在水中的溶解度,且乙醚与水互不相溶;
(2)应选择试剂C,原因是在溶剂C中随温度变化苯甲酸的溶解度变化较大,有利于重结晶分离;洗涤时可用蒸馏水,防止引入其它杂质;故答案为:C;D;
(3)减压过滤装置中,为了防止液体沿着漏斗下端从支管口抽进去,以便于吸滤,需布氏漏斗的颈口斜面与吸滤瓶支管口相对,;故答案为:布氏漏斗下端斜口未与吸滤瓶的支气管口相对。
22. 冷凝管 防止苯胺在反应过程中被氧化 冷凝回流 不断分出反应过程中生成的水,促进反应正向进行,提高生成物的产率 重结晶 dcb 90.0
【分析】制取乙酰苯胺时,所需原料为乙酸和苯胺,由于反应需要加热且苯胺易被空气中的氧气氧化,所以需加入抗氧化剂(锌粉),同时为防止混合液加热时暴沸,需加入沸石。由于反应可逆,反应物最好有一种过量,且将反应的产物及时移走,从而提高原料的利用率及乙酰苯胺的产率。
【详解】(1)a仪器用于将产品冷凝,其名称是冷凝管。答案为:冷凝管;
(2)由于苯胺易被空气中的氧气氧化,所以实验中应加入抗氧化剂,从而得出加入少量锌粉的目的是防止苯胺在反应过程中被氧化。答案为:防止苯胺在反应过程中被氧化;
(3)刺形分馏柱的作用相当于二次蒸馏,则刺形分馏柱的作用是冷凝回流。反应的原料及产物中,只有水的沸点低于105℃,所以从化学平衡的角度分析,控制分馏柱上端的温度在105℃左右的原因是不断分出反应过程中生成的水,促进反应正向进行,提高生成物的产率。答案为:冷凝回流;不断分出反应过程中生成的水,促进反应正向进行,提高生成物的产率;
(4)步骤c是将产品再溶解、再结晶,所以操作名称是重结晶。答案为:重结晶;
(5)乙酰苯胺粗品因含杂质而显色,则溶解后应先脱色,再让乙酰苯胺结晶析出,所以热水溶解后,应d(加入活性炭)、c(趁热过滤,防止过滤过程中乙酰苯胺结晶析出)、b(冷却结晶)。答案为:dcb;
(6)n(苯胺)==0.1097mol,n(乙酸)==0.2625mol,
若考虑Zn与醋酸反应,则Zn反应掉的醋酸为=0.0062mol,实际加入醋酸为0.2563mol,醋酸仍然过量,所以应以苯胺进行计算,从而得出理论上生成乙酰苯胺0.1097mol,故乙酰苯胺的产率是=90.0 %。答案为:90.0。
【点睛】过滤浓溶液时,若溶质的溶解度随温度的降低而明显减小,则应采用趁热过滤法。
23.(1) 增加固液接触面积,提取充分 几粒沸石
(2)升华
【详解】(1)萃取时将茶叶研细可以增加固液接触面积,从而使提取更充分;由于需要加热,为防止液体暴沸,加热前还要加入几粒沸石;
(2)根据已知信息可知咖啡因在100℃以上时开始升华,因此该分离提纯方法的名称是升华。
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