3.1.5物质的分离和制备技术-物质的分离技术一升华一《化学实验技术》同步教学（高等教育出版社）

3.1.5物质的分离和制备技术-物质的分离技术一升华一《化学实验技术》同步教学（高等教育出版社） 一、选择题 1.升华是根据什么原理进行物质分离的？ A. 物质的溶解度差异 B. 物质的沸点差异 C. 物质的直接气化能力 D. 物质的密度差异 答案：C 解析：升华是根据物质的直接气化能力进行分离的一种技术，通过加热使固体物质直接转化为气态，再冷凝为纯净的固体。 2.在进行升华时，以下哪种操作是不正确的？ A. 使用适量的样品 B. 快速加热样品 C. 使用冷源冷却气态物质 D. 确保升华皿清洁干燥 答案：B 解析：在进行升华时，应缓慢加热样品，以避免样品分解或气化不均匀。 3.以下哪种设备是进行升华时必不可少的？ A. 温度计 B. 冷凝管 C. 升华皿 D. 磁力搅拌器 答案：C 解析：升华皿是进行升华时必不可少的设备，用于放置样品并收集升华后的固体物质。 4.在进行升华操作时，以下哪种现象表明可能发生了样品分解？ A. 升华皿中出现少量固体 B. 升华皿中出现大量固体 C. 升华皿中出现黑色物质 D. 升华皿中出现彩色物质 答案：C 解析：样品分解通常表现为升华皿中出现黑色或其他颜色的物质，这表明样品在加热过程中可能发生了化学变化。 5.以下哪种物质适合使用升华法进行分离？ A. 高沸点且不溶于水的有机物 B. 低沸点且易溶于水的有机物 C. 高沸点且易溶于水的有机物 D. 低沸点且不溶于水的有机物 答案：A 解析：高沸点且不溶于水的有机物适合使用升华法进行分离，因为它们可以直接从固态升华为气态，再冷凝为纯净的固体。 6.在进行升华时，以下哪种操作是正确的？ A. 使用过量的样品 B. 快速冷却气态物质 C. 使用少量活性炭去除色素 D. 忽略升华皿的清洁 答案：C 解析：在进行升华时，可以使用少量活性炭去除色素，以提高产品的纯度和外观。使用过量的样品、快速冷却气态物质和忽略升华皿的清洁都是不正确的操作。 7.以下哪种升华技术适用于分离微量杂质？ A. 简单升华 B. 真空升华 C. 冷冻升华 D. 逆流升华 答案：B 解析：真空升华技术适用于分离微量杂质，通过在较低压力下进行升华来提高分离效果。 8.在进行升华操作时，以下哪种操作是不必要的？ A. 检查所有连接是否牢固 B. 使用干燥的升华皿 C. 定期检查冷源的温度 D. 使用超声波清洗仪清洗升华皿 答案：D 解析：在进行升华操作时，通常不需要使用超声波清洗仪清洗升华皿。检查所有连接是否牢固、使用干燥的升华皿和定期检查冷源的温度都是必要的操作。 9.升华操作的日常维护保养应包括哪些内容？ A. 清洁升华皿和冷凝管 B. 检查所有玻璃仪器的完整性 C. 定期校准温度计 D. 存放在干燥、无尘的环境中 答案：A, B, C, D 解析：升华操作的日常维护保养应包括清洁升华皿和冷凝管、检查所有玻璃仪器的完整性、定期校准温度计以及存放在干燥、无尘的环境中。 10.在进行升华操作时，如果出现异常情况，以下哪种做法是正确的？ A. 立即进行维修 B. 检查所有连接是否牢固 C. 重新检查操作步骤 D. 所有上述做法 答案：D 解析：如果升华操作时出现异常情况，应立即进行维修、检查所有连接是否牢固和重新检查操作步骤，以确定问题所在并解决。 二、多项选择题 1.关于升华的描述，以下哪些是正确的？ A. 升华是物质从固态直接变为气态的过程 B. 升华法适合纯化大量物质 C. 升华时，物质不经过液态 D. 升华的温度通常高于物质的熔点 答案： A, C 解析： A. 正确。升华是物质从固态直接变为气态的过程，无需经过液态。 B. 错误。升华法通常适合纯化少量物质（如1～2g），而非大量物质。 C. 正确。升华时，物质确实不经过液态。 D. 错误。升华的温度通常低于物质的熔点，因为如果在熔点以上，物质会先熔化再蒸发，而不是直接升华。 2：升华过程中，哪些因素可能影响升华效率？ A. 物质的纯度 B. 加热温度 C. 冷却面的距离 D. 升华物质的颗粒大小 答案： B, C, D 解析： A. 物质的纯度对升华效率的影响不直接，主要影响的是最终产品的纯度。 B. 正确。加热温度会影响升华速率，过高可能导致物质分解，过低则升华速率慢。 C. 正确。冷却面的距离越近，升华的气体越容易凝结，从而提高升华效率。 D. 正确。升华物质的颗粒大小影响表面积，颗粒越小，表面积越大，升华效率越高。 3：在升华实验中，以下哪些步骤是必要的？ A. 将待升华物质置于蒸发皿中 B. 在加热过程中使用水浴或油浴 C. 使用滤纸覆盖蒸发皿 D. 在实验结束后立即打开装置 答案： A, B, C 解析： A. 正确。升华实验需要将待升华物质置于蒸发皿中。 B. 正确。使用水浴或油浴可以更加均匀地加热，避免局部过热。 C. 正确。使用滤纸覆盖蒸发皿可以减少气体外逸，同时提供一个凝结面。 D. 错误。在实验结束后，应慢慢使体系接通大气，以免空气突然冲入把冷凝指上的晶体吹落。 4：关于减压升华的描述，以下哪些是正确的？ A. 减压升华可以降低升华温度 B. 减压升华通常用于纯化大量物质 C. 减压升华中，被升华的物质经加热后凝结在冷凝指外壁上 D. 减压升华的加热温度应高于常压升华 答案： A, C 解析： A. 正确。减压可以降低升华温度，使物质在较低的温度下发生升华。 B. 错误。减压升华同样适合纯化少量物质。 C. 正确。在减压升华装置中，被升华的物质经加热后确实会凝结在冷凝指外壁上。 D. 错误。减压升华的加热温度不一定高于常压升华，反而可能因为减压而降低。 5：以下哪些措施可以提高升华效率？ A. 增加升华物质的量 B. 减小升华物质的颗粒大小 C. 提高加热温度 D. 延长升华时间 答案： B, C 解析： A. 错误。增加升华物质的量不一定会提高升华效率，反而可能因为热量分布不均而降低效率。 B. 正确。减小升华物质的颗粒大小可以增加表面积，从而提高升华效率。 C. 正确。提高加热温度可以加快升华速率，但需注意避免物质分解。 D. 错误。延长升华时间不一定能提高升华效率，因为升华效率更多地取决于物质本身的性质、加热条件等因素。 三、填空题 1：升华是物质从______态直接变为______态的过程，此过程需要______热。 答案：固；气；吸 解析： 升华是物质从固态直接变为气态的过程，没有液态的过渡阶段。在升华过程中，物质需要吸收热量。 2：在升华实验中，通常使用______作为热源，并使用______来收集升华后的物质。 答案：酒精灯（或其他热源）；冷凝管（或冷凝指） 解析： 在升华实验中，为了提供足够的热量使物质升华，通常使用酒精灯或其他热源。升华后的物质以气态存在，需要使用冷凝管或冷凝指等装置来冷却并收集。 3：升华实验中，为了获得较高的升华效率，通常需要将升华物质置于______中，并控制______。 答案：干燥、密封的容器；加热温度和时间 解析： 在升华实验中，为了获得较高的升华效率，需要保持环境的干燥和密封，以防止升华物质与空气中的水分或其他杂质反应。同时，需要控制加热温度和时间，以确保物质能够充分升华而不被分解。 4：减压升华是在______条件下进行的升华操作，其优点是______。 答案：降低系统压力；降低升华温度，提高升华效率 解析： 减压升华是在降低系统压力的条件下进行的升华操作。由于压力的降低，物质的升华温度也会相应降低，这使得在较低的温度下就可以实现物质的升华。这种方法的优点是降低了升华温度，提高了升华效率，并减少了物质分解的可能性。 5：升华实验结束后，为了收集升华物质，需要______并______。 答案：关闭热源；等待系统冷却 解析 在升华实验结束后，为了收集升华物质，首先需要关闭热源，停止加热。然后等待系统自然冷却，使升华后的物质在冷凝管或冷凝指上凝结成固态。待系统完全冷却后，可以收集到纯净的升华物质。 四、判断题 1：升华是物质从固态直接变为气态的过程，无需经过液态。 答案： 对 解析： 升华是物质从固态直接变为气态的物理过程，无需经过液态。这是升华的基本定义，因此判断为对。 2：在常压下，所有物质都可以发生升华现象。 答案： 错 解析： 并非所有物质在常压下都可以发生升华现象。升华现象的发生与物质的性质、温度、压力等因素有关。只有那些蒸气压较高、熔点较低的固体物质在常压下才容易发生升华。因此，判断为错。 3：升华过程中，物质需要吸收热量。 答案： 对 解析： 在升华过程中，物质从固态直接变为气态，需要吸收热量以克服分子间的相互作用力。这是热力学的基本原理之一，因此判断为对。 4：减压升华可以降低升华温度，提高升华效率。 答案：对 解析： 减压升华是在降低系统压力的条件下进行的升华操作。由于压力的降低，物质的升华温度也会相应降低，这使得在较低的温度下就可以实现物质的升华。因此，减压升华可以降低升华温度，提高升华效率，判断为对。 5：升华实验结束后，应立即打开装置，取出升华物质。 答案： 错 解析： 在升华实验结束后，不应立即打开装置取出升华物质。因为此时系统内部温度仍然较高，如果立即打开装置，可能会导致升华物质重新凝结或受到污染。正确的做法是等待系统自然冷却后再打开装置取出升华物质。因此，判断为错。 五、简答题 1：简述升华的基本原理，并举例说明哪些物质容易发生升华现象。 答案解析： 升华的基本原理是物质从固态直接转变为气态，而不经过液态的相变过程。这个过程需要吸收热量。容易发生升华现象的物质通常具有较低的熔点和高的蒸气压，如碘、樟脑丸、干冰（固态二氧化碳）等。这些物质在常温下或稍加热时就能直接由固态变为气态。 2：在升华实验中，如何控制实验条件以获得较高的升华效率？ 答案解析： 在升华实验中，为了获得较高的升华效率，需要控制以下几个实验条件： 温度控制：需要精确控制加热温度，使物质在合适的温度下升华，避免过高温度导致物质分解或燃烧。 压力控制：对于某些物质，可以通过降低系统压力来降低升华温度，提高升华效率。 物质纯度：使用高纯度的物质进行升华实验，可以减少杂质对升华过程的影响。 容器密封性：确保实验容器具有良好的密封性，防止升华物质在实验中泄漏或受到污染。 冷却收集：使用冷凝管或其他冷却装置及时收集升华后的气体，避免其重新凝结在容器壁上。 3：升华实验中有哪些常见的安全问题及预防措施？ 答案解析： 升华实验中常见的安全问题及预防措施包括： 高温烫伤：加热源（如酒精灯、电热板等）可能产生高温，需使用防护手套、护目镜等防护设备，避免烫伤。 有毒气体：某些升华物质可能产生有毒气体，需在通风良好的环境中进行实验，并佩戴防毒面具或口罩。 易燃易爆：部分升华物质可能易燃易爆，需远离火源和易燃物品，并遵循相关安全操作规程。 玻璃器皿破裂：由于温度变化可能导致玻璃器皿破裂，需使用质量好的玻璃器皿，并避免骤冷骤热。 实验后处理：实验结束后，需等待系统冷却后再打开装置，避免烫伤和有毒气体泄漏。同时，正确处理实验废弃物，避免环境污染。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$