1.2.1有机化合物的分离、提纯（分层作业）-【上好课】高二化学同步高效课堂（人教版2019选择性必修3）

第一章 有机化合物的结构特点与研究方法 第二节 研究有机化合物的一般方法 第一课时 有机化合物的分离、提纯 基础达标 1．我国明代《本草纲目》中收载药物1892种，其中“烧酒”条目下写道：“自元时始创其法，用浓酒和糟入甑，蒸令气上……其清如水，味极浓烈，盖酒露也。这里所用的“法”是指（ ） A．萃取 B．渗析 C．蒸馏 D．升华 【答案】C 【详解】“用浓酒和糟入甑，燕令气上……”是利用的酒精的沸点低进行的蒸馏方法，故选C。 2．将CH3CHO (易溶于水，沸点为20.8℃的易挥发性液体)和CH3COOH分离的方法（ ） A．加热蒸馏 B．加入Na2CO3后，通过萃取的方法分离 C．加入烧碱溶液之后蒸出乙醛，再加入硫酸，蒸出乙酸 D．和Na反应后进行分离 【答案】C 【详解】A．乙酸易挥发，直接蒸馏得不到纯净物，A不符合题意； B．乙酸与碳酸钠反应后，与乙醛混溶，不能萃取分离，B不符合题意； C．先加入烧碱溶液，乙酸与NaOH反应生成的乙酸钠可增大与乙醛的沸点差异，蒸馏时先蒸出乙醛，再加入H2SO4，使乙酸钠与其反应再生成乙酸，然后蒸出乙酸，C符合题意； D．乙酸与Na反应生成乙酸钠，分离混合物应再使乙酸钠转化为乙酸，D不符合题意； 综上所述答案为C。 3．已知：两种有机物A和B可以互溶，有关性质如下表： 相对密度(20 ℃) 熔点 沸点 溶解性 A 0.789 3 -117.3 ℃ 78.5 ℃ 与水以任意比混溶 B 0.713 7 -116.6 ℃ 34.5 ℃ 不溶于水 若要除去A中混有的少量B，应采用的方法是（ ） A．蒸馏 B．萃取 C．重结晶 D．加水充分振荡，分液 【答案】A 【详解】根据表格信息，互溶的两者有机物A和B沸点差异较大，且B的沸点低，可以采用蒸馏的方法除去A中混有的少量B，故答案选A。 4．下列玻璃仪器在相应实验中选用合理的是（ ） A．重结晶法提纯苯甲酸：①⑥⑦ B．蒸馏法分离CH2Cl2和CCl4：②⑤⑥ C．分离苯和四氯化碳：③⑦ D．用盐酸滴定NaOH溶液：④⑥ 【答案】D 【详解】A．利用重结晶来提纯苯甲酸，具体操作为加热溶解、趁热过滤和冷却结晶，用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒、酒精灯，用不到锥形瓶，故A错误； B．蒸馏法分离CH2Cl2和CCl4需要用到酒精灯、蒸馏烧瓶、温度计、锥形瓶、直形冷凝管等，图示中的②为球形冷凝管，故B错误； C．苯和四氯化碳是互溶的，不能用分液法分离，故C错误； D．酸碱滴定法测定NaOH溶液浓度，需要用到酸式滴定管和锥形瓶，用到图示中的④⑥，故D正确； 5．将甲、乙两种有机物在常温常压下的混合物分离。已知它们的物理性质如下： 物质 密度/(g/cm3) 沸点/℃ 水溶性 溶解性 甲 0.7893 68.5 溶 溶于乙 乙 1.220 100.7 溶 溶于甲 则应采用的分离方法是（ ） A．分液 B．蒸馏 C．过滤 D．萃取 【答案】B 【详解】由表格中数据可以知道，二者互溶，但沸点不同，可利用蒸馏分离甲乙两种混合物，而萃取、分液不能分离二者，其中过滤用于固体与溶液的分离； 综上所述，本题选B。 6．苯甲酸是一种常用的食品防腐剂。某实验小组设计粗苯甲酸(含有少量NaCl和泥沙)的提纯方案如下： 下列说法不正确的是（ ） A．操作I中依据苯甲酸的溶解度估算加水量 B．操作Ⅱ趁热过滤的目的是除去泥沙和NaCl C．操作Ⅲ缓慢冷却结晶可减少杂质被包裹 D．操作Ⅳ可用冷水洗涤晶体 【答案】B 【分析】苯甲酸微溶于冷水，易溶于热水。粗苯甲酸中混有泥沙和氯化钠，加水、加热溶解，苯甲酸、NaCl溶解在水中，泥沙不溶，从而形成悬浊液；趁热过滤出泥沙，同时防止苯甲酸结晶析出；将滤液冷却结晶，大部分苯甲酸结晶析出，氯化钠仍留在母液中；过滤、用冷水洗涤，便可得到纯净的苯甲酸。 【详解】A．操作Ⅰ中，为减少能耗、减少苯甲酸的溶解损失，溶解所用水的量需加以控制，可依据苯甲酸的大致含量、溶解度等估算加水量，A正确； B．操作Ⅱ趁热过滤的目的，是除去泥沙，同时防止苯甲酸结晶析出，NaCl含量少，通常不结晶析出，B不正确； C．操作Ⅲ缓慢冷却结晶，可形成较大的苯甲酸晶体颗粒，同时可减少杂质被包裹在晶体颗粒内部，C正确； D．苯甲酸微溶于冷水，易溶于热水，所以操作IV可用冷水洗涤晶体，既可去除晶体表面吸附的杂质离子，又能减少溶解损失，D正确； 故选：B。 7．正丁醛经催化加氢可制备正丁醇。为提纯含少量正丁醛杂质的正丁醇，现设计如图路线： 粗品 已知：①正丁醛与饱和溶液反应可生成沉淀；②乙醚的沸点是34.5 ℃，微溶于水，与正丁醇互溶；③正丁醇的沸点是118 ℃。则操作1~4分别是（ ） A．萃取、过滤、蒸馏、蒸馏 B．过滤、分液、蒸馏、萃取 C．过滤、蒸馏、过滤、蒸馏 D．过滤、分液、过滤、蒸馏 【答案】D 【详解】正丁醛与饱和溶液反应生成沉淀，且经操作1可得到滤液，故操作1为过滤；操作2是萃取后的步骤，故为分液；加固体干燥剂后，要把干燥剂分离出来，故操作3为过滤；根据乙醚与正丁醇的沸点相差较大，可知操作4为蒸馏，故D正确。 故选D。 8．下列各项操作错误的是（ ） A．用乙醇萃取碘水中的碘单质时可选用分液漏斗，然后静置分液 B．进行分液时，分液漏斗中的下层液体从下端流出，上层液体则从上口倒出 C．萃取、分液前需对分液漏斗进行检漏 D．分液时，为保证分液漏斗内的液体顺利流出，可将上面的塞子拿掉 【答案】A 【详解】A．乙醇易溶于水，与水不分层，不能达到萃取的目的，故A错误； B．分液时，分液漏斗中的下层液体从下端流出，为防止混入杂质，上层液体则从上口倒出，故B正确； C．由于分液漏斗有活塞，故使用前应首先检查活塞处是否漏水，活塞孔是否畅通，由于萃取操作时，分液漏斗还要倒转振荡，故还应检查分液漏斗口部的塞子是否漏水，故C正确； D．放出下层液体时，将漏斗上面的塞子拿掉，有利于液体顺利流出，故D正确； 答案选A。 9．下列有关物质分离、提纯的说法中，正确的是（ ） A．除去乙酸乙酯中的少量乙酸，可加入氢氧化钠溶液，充分反应后分液 B．如图所示，振荡后静置，上层溶液颜色保持不变 C．C2H5OH中有少量CH3COOH，为得到纯净的C2H5OH可加足量CaO后蒸馏 D．分液时，分液漏斗中下层液体从下口放出，上层液体也从下口放出 【答案】C 【详解】A．氢氧化钠为强碱会使乙酸乙酯水解，故A错误； B．振荡后氢氧化钠会与溴单质完全反应，最终上层为无色的苯，故B错误； C．乙酸与CaO反应生成盐，再蒸馏可得到乙醇，故C正确； D．分液漏斗中下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出，故D错误；故选：C。 10．硝酸钾、氯化钠的溶解度曲线如图所示。在60℃时的某溶液中，硝酸钾、氯化钠均刚好达饱和，冷却至0℃时析出晶体的成分是（ ） A．纯硝酸钾晶体 B．大量硝酸钾，少量氯化钠 C．等量的硝酸钾和氯化钠 D．大量氯化钠，少量硝酸钾 【答案】B 【详解】不同物质的溶解度受温度变化影响不同，硝酸钾的溶解度随温度升高而明显增大，氯化钠的溶解度随温度变化影响不大。由题图可知，将60℃的饱和溶液冷却至0℃时硝酸钾容易析出，氯化钠析出较少，所以冷却析出的晶体中含有大量硝酸钾，少量氯化钠，故选B。 11．以下关于萃取、分液操作的叙述中，正确的是（ ） A．将所需试剂加入分液漏斗，塞上玻璃塞，如图所示用力振荡 B．振荡几次后需打开分液漏斗上口的玻璃塞放气 C．经几次振荡并放气后，手持分液漏斗静置待液体分层 D．分液时，需先将上口玻璃塞打开或玻璃塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔，再打开活塞 【答案】D 【详解】A．一只手压住玻璃塞，一只手握住活塞，把分液漏斗倒转过来振荡，A错误； B．振荡几次后打开活塞放气，不需打开分液漏斗上口的玻璃塞放气，B错误； C．将分液漏斗放在铁架台上静置待液体分层，C错误； D．分液时将分液漏斗上口玻璃塞打开或玻璃塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔，再打开活塞，待下层液体流尽时，关闭活塞，从上口倒出上层液体，D正确。 12．环己烯是重要的化工原料，实验室制备流程如下。下列说法错误的是（ ） A．环己烯粗品加饱和食盐水前应先用盐酸洗涤 B．饱和食盐水能降低环己烯在水相中的溶解度，利于分层 C．分液时，有机相应从分液漏斗上口倒出 D．操作a用到的仪器有酒精灯、球形冷凝管、尾接管等 【答案】D 【详解】A．环己烯粗品加饱和食盐水前应先用盐酸洗涤，更有利于表层吸附的铁离子的去除，A正确； B．饱和食盐水的作用是降低环己烯的溶解度，便于溶液分层，B正确； C．环己烯密度为0.823g/cm3，其密度小于水的，所以分液后有机相在上层，从分液漏斗上口倒出，C正确； D．操作a为蒸馏的步骤，用到的仪器有酒精灯、直形冷凝管、、尾接管温度计等，D错误； 13．苯甲酸（）常用作食品防腐剂。某实验小组设计粗苯甲酸（含有少量NaCl和泥沙）的提纯方案如下，下列说法不正确的是（ ） A．操作Ⅰ加热溶解的目的是增大粗苯甲酸的溶解度 B．苯甲酸与互为同分异构体 C．操作Ⅱ需要趁热的原因是防止NaCl冷却析出 D．检验操作Ⅳ产物是否洗干净可用硝酸酸化的 【答案】C 【分析】苯甲酸微溶于冷水，易溶于热水。粗苯甲酸中混有泥沙和氯化钠，加水、加热溶解，苯甲酸、NaCl溶解在水中，泥沙不溶，从而形成悬浊液；趁热过滤出泥沙，同时防止苯甲酸结晶析出；将滤液冷却结晶，大部分苯甲酸结晶析出，氯化钠仍留在母液中；过滤、用冷水洗涤，便可得到纯净的苯甲酸。 【详解】A．操作Ⅰ中，为增大粗苯甲酸的溶解度，进行加热溶解，A正确； B．苯甲酸与分子式均为C7H6O2，结构不同，互为同分异构体，B正确； C．操作Ⅱ趁热过滤的目的，是除去泥沙，同时防止苯甲酸结晶析出，NaCl含量少，通常不结晶析出，C错误； D．操作Ⅳ目的是洗去晶体表面的NaCl，可以检验洗涤液种的Cl-判断是否洗干净，可用硝酸酸化的，D正确；故选C。 14．实验中，所选取的分离装置与对应原理都正确的是（ ） 选项 目 的 装置 原 理 A 氢氧化铁胶体的纯化 ① 胶体粒子不能通过滤纸，离子及小分子可以通过滤纸 B 分离苯中的溴苯 ③ 苯(0.88 g/mL)和溴苯(1.5 g/mL)的密度不同 C 粗盐提纯 ①② NaCl在水中的溶解度很大 D 除去环己醇中的环烯 ④ 环己醇的沸点(161 ℃)与环己烯的沸点(83 ℃)相差较大 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．氢氧化铁胶体的纯化，根据胶粒不能透过半透膜能透过滤纸，用渗析的方法分离，不能用过滤，故A错误； B．苯和溴苯相互混溶，不能分液分离，应选择蒸馏操作，故B错误； C．可氯化钠溶液中获得NaCl晶体，只需要蒸发结晶即可，故C错误； D．相互混溶的环己醇和环己烯根据沸点差异，选择蒸馏操作分离，故D正确； 答案为D。 能力提升 15．工业上常用水蒸气蒸馏的方法（蒸馏装置如图所示，夹持及加热装置省略）从植物组织中获取挥发性成分，这些挥发性成分的混合物称为精油。从柠檬、橙子和柚子等水果的果皮中提取的精油90%以上是柠檬烯（）。提取柠檬烯的实验操作步骤如下： （1）将1～2个橙子皮剪成碎片，投入乙装置中，加入约30mL水； （2）打开活塞K，加热水蒸气发生器（甲）至水沸腾，当活塞K处有大量水蒸气冒出时旋紧K，打开冷凝水，水蒸气蒸馏即开始进行，一段时间后可观察到在馏出液的液面上有一层很薄的油层。下列说法错误的是（ ） A．当馏出液无明显油珠、澄清透明时，说明蒸馏完成 B．蒸馏结束后，为防止倒吸，应立即停止加热 C．长导管作安全管，平衡气压，同时防止由于导管堵塞引起爆炸 D．要得到纯的柠檬烯，可以通过以下分离提纯操作：萃取、分液、蒸馏 【答案】B 【详解】A．挥发性成分的混合物统称精油，精油不溶于水，当馏出液无明显油珠，澄清透明时，说明蒸馏完成，故A正确； B．蒸馏结束后，为防止倒吸，先把导气从溶液中拿出，再停止加热，故B错误； C．长玻管作安全管，能平衡气压，可以防止倒吸，同时也防止由于导管堵塞引起爆炸，故C正确； D．提取的精油90%以上是柠檬烯，通过萃取分液蒸馏的方法可以提纯精油得到纯柠檬烯，故D正确； 故答案为B。 16．常温下，乙酰苯胺是一种具有解热镇痛作用的白色晶体，20℃时在乙醇中的溶解度为36.9g，在水中的溶解度如下表(注：氯化钠可分散在醇中形成胶体) 温度/℃ 25 50 80 100 溶解度/g 0.56 0.84 3.5 5.5 某种乙酰苯胺样品中混入了少量氯化钠杂质，下列提纯乙酰苯胺的方法正确的是（ ） A．用水溶解后分液 B．用乙醇溶解后过滤 C．用水作溶剂进行重结晶 D．用乙醇作溶剂进行重结晶 【答案】C 【详解】A．乙酰苯胺、氯化钠都是能溶于水的固体，溶于水后不分层，故不选A； B．氯化钠可分散在醇中形成胶体，不能用过滤的方法分离，故不选B； C．氯化钠在水中的溶解度随温度变化基本不变，根据表中数据，乙酰苯胺在水中的溶解度随温度降低而降低，所以可选用重结晶方法，先用水溶解加热形成乙酰苯胺的热饱和溶液，然后降温结晶让大量的乙酰苯胺析出晶体，故选C； D．20℃时乙酰苯胺在乙醇中的溶解度为36.9g，氯化钠可分散在醇中形成胶体，不能用重结晶法提纯乙酰苯胺，故不选D； 选C。 17．3,5-二甲氧基苯酚是重要的有机合成中间体，可用于天然物质白柠檬素的合成。一种以间苯三酚为原料的合成反应如下： 反应结束后，先分离出甲醇，再加入乙醚，将获得的有机层（含少量氯化氢）进行洗涤，然后分离提纯得到产物。甲醇和3,5-二甲氧基苯酚的部分物理性质见下表： 物质 沸点/℃ 熔点/℃ 溶解性 甲醇 64.7 -97.8 易溶于水 3,5-二甲氧基苯酚 172-175 33-36 易溶于甲醇、乙醚，微溶于水 下列说法正确的是（ ） A．分离出甲醇的操作是结晶 B．间苯三酚与苯酚互为同系物 C．上述合成反应属于取代反应 D．洗涤时可以用饱和Na2CO3溶液除氯化氢 【答案】C 【详解】A．3,5－二氧基苯酚易溶于甲醇，因此采用蒸馏方法进行分离，故A错误； B．1个间苯三酚分子有3个酚羟基，1个苯酚只有1个酚羟基，两者不互为同系物，故B错误； C．根据反应方程式，2个甲基取代酚羟基上的氢原子，上述反应属于取代反应，故C正确； D．酚羟基与碳酸钠反应生成碳酸氢钠，因此应用碳酸氢钠洗涤，除去氯化氢，故D错误； 故选C。 18．青蒿素是高效的抗疟疾药，为无色针状晶体，易溶于有机溶剂，在水中几乎不溶，熔点为156°C～157°C，热稳定性差。提取青蒿素的主要工艺如下。(已知：乙醚的沸点为35°C)下列说法不正确的是（ ） A．破碎的目的是增大青蒿与乙醚的接触面积，提高青蒿素浸取率 B．操作I为过滤 C．操作Ⅱ蒸馏时最好选用水浴加热 D．操作Ⅲ的主要过程为加水溶解后进行重结晶 【答案】D 【详解】A．破碎的目的是增大青蒿与乙醚的接触面积，提高青蒿素浸取率，故A正确； B．操作I为分离固体和溶液的操作，为过滤，故B正确； C．青蒿素的热稳定性差，操作Ⅱ蒸馏时最好选用水浴加热，更容易控制温度，故C正确； D．青蒿素易溶于有机溶剂，在水中几乎不溶，无法通过加水溶解进行重结晶，故D错误； 故选D。 19．苏轼咏橘“香雾噀人惊半破，清泉流齿怯初尝”。某实验小组设计提取橘皮精油(主要成分为柠檬烯，沸点：)的实验流程如下图所示，下列说法错误的是（ ）         A．利用上图装置对橘皮进行反复萃取可提高提取率 B．试剂可选用丙酮，分液时两相溶液依次从下口放出 C．无水硫酸钠的作用是除去有机层中的水 D．利用质谱法可测定柠檬烯的相对分子质量 【答案】B 【分析】由题给流程可知，向碎橘皮中加入水和乙醇用索氏提取器反复萃取提取得到提取液，向提取液中加入有机萃取剂萃取、分液得到有机相，向有机相中加入无水硫酸钠除去有机层中的水后，蒸馏得到橘皮精油。 【详解】A．由萃取规律可知，对橘皮进行反复多次萃取可以获得更多的橘皮精油，有利于提高橘皮精油提取率，故A正确； B．丙酮溶于水，不能做萃取橘皮精油的萃取剂，且分液时下层溶液从下口流出，上层溶液应从上口倒出，不能从下口流出，故B错误； C．由分析可知，加入无水硫酸钠的目的是除去有机层中的水，干燥有机相，故C正确； D．利用质谱法可测定柠檬烯的相对分子质量，测得的最大质荷比为柠檬烯的相对分子质量，故D正确； 故选B。 20．选择下列实验方法分离、提纯物质，将分离、提纯方法的字母填在横线上。 A．萃取　B．重结晶　C．分液　D．蒸馏　E．过滤　F．洗气 (1)分离水和汽油的混合物： 。 (2)分离四氯化碳 (沸点为76.75 ℃)和甲苯(沸点为110.6 ℃)的混合物： 。 (3)提取碘水中的碘： 。 (4)除去混在乙烷中的乙烯： 。 (5)从硝酸钾和氯化钠的混合溶液中获得硝酸钾： 。 【答案】(1)C (2)D (3)A (4)F (5)B 21．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(省略加热和部分夹持装置)如图： 可能用到的有关数据如表： 性质物质 相对分子质量 沸点/℃ 密度/g·cm-3 溶解性 环己醇 100 161 0.9618 微溶于水 环己烯 82 83 0.8102 难溶于水 合成反应： 在a中加入20g环己醇和少量碎瓷片，在搅动下慢慢加入1mL浓H2SO4；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℃。 分离、提纯： 反应得到的粗产物倒入分液漏斗中，分别用少量5%的碳酸钠溶液和蒸馏水洗涤，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10g纯净环己烯。 回答下列问题： (1)装置b的名称是 。 (2)加入碎瓷片的作用是 ；如果加热一段时间后发现忘记加碎瓷片，应该采取的正确操作是 (填字母)。 A．立即补加    B．冷却后补加    C．继续加热    D．重新配料 (3)分液漏斗在使用前须清洗干净并 ，在本实验分离过程中，产物应该从分液漏斗的 (填“上口倒出”或“下口放出”)。 (4)分离、提纯过程中加入无水氯化钙的目的是 。 【答案】(1)直形冷凝管 (2) 防止暴沸 B (3) 检漏 上口倒出 (4)干燥环己烯 【详解】（1）根据仪器的构造可知装置b的名称是直形冷凝管； （2）加入碎瓷片的作用是防止暴沸；如果加热一段时间后发现忘记加碎瓷片，应冷却后补加，答案选B； （3）分液漏斗在使用前应清洗干净并检查是否漏水。产物中环己烯难溶于水且密度比水的小，静置后在上层，无机相在下层，下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出； （4）加入无水氯化钙的目的是干燥环己烯。 22．硝基苯是重要的化工原料，用途广泛。 I.制备硝基苯的化学反应方程式如下： +HO－NO2+H2O II.可能用到的有关数据列表如下： 物质 熔点/℃ 沸点/℃ 密度(20℃)/g·cm-3 溶解性 苯 5.5 80 0.88 微溶于水 硝基苯 5.7 210.9 1.205 难溶于水 浓硝酸 ___ 83 1.4 易溶于水 浓硫酸 ___ 338 1.84 易溶于水 III.制备硝基苯的反应装置图如下： IV .制备、提纯硝基苯的流程如下： 请回答下列问题： (1)配制混酸时，应在烧杯中先加入 ；反应装置中的长玻璃导管最好用 代替(填仪器名称)；恒压滴液漏斗的优点是 。 (2)步骤①反应温度控制在50~60°C的主要原因是 ；步骤②中分离混合物获得粗产品1的实验操作名称是 。 (3)最后一次水洗后分液得到粗产品2时，粗产品2应 (填“a” 或“b”)。 a.从分液漏斗上口倒出             b.从分液漏斗下口放出 (4)粗产品1呈浅黄色，粗产品2为无色。粗产品1呈浅黄色的原因是 。 (5)步骤④用到的固体D的名称为 。 (6)步骤⑤蒸馏操作中，锥形瓶中收集到的物质为 。 【答案】 浓硝酸 球形(或蛇形)冷凝管 平衡气压，使混合酸能顺利留下 防止副反应发生 分液 b 其中溶有浓硝酸分解的二氧化氮 无水氯化钙或无水硫酸镁等固体干燥剂 苯 【分析】制备、提纯硝基苯流程：苯环上的一个氢原子能与硝酸中的硝基发生取代反应得到硝基苯，所以反应①的化学方程式为：+HO-NO2 +H2O，混合物为苯、硝基苯、浓硝酸、浓硫酸，硝基苯是油状液体，难溶于水，密度比水大，苯微溶于水，与硝基苯互溶，在下层，步骤②为分离互不相溶的液态混合物，应采取分液操作；粗产品1中有残留的硝酸及硫酸，步骤③依次用蒸馏水、Na2CO3溶液、蒸馏水洗涤，除去粗产品中残留的酸，有机层为苯和硝基苯的混合物，还残留有水，步骤④用无水CaCl2或无水硫酸镁干燥有机混合物，过滤，步骤⑤进行蒸馏，分离苯和硝基苯，得到纯硝基苯，据此结合有机物的性质与应用回答问题。 【详解】(1)浓硫酸密度大于浓硝酸，浓硫酸与浓硝酸混合放出大量的热，则该实验中配制混酸应将浓硫酸注入浓硝酸中，及时搅拌和冷却，以防止液体暴沸；苯、浓硝酸沸点低，易挥发，球形(或蛇形)冷凝管能更好冷凝回流挥发的苯、浓硝酸，从而可减少反应物的损失，提高转化率；和普通分液漏斗相比，恒压滴液漏斗代替分液漏斗可以平衡内外压强，使混合酸顺利滴下； (2)浓硫酸和浓硝酸是强腐蚀性酸，且具有强氧化性，温度不能过高，应控制在50~60°C，温度过高有副反应发生；混合物为苯、硝基苯、浓硝酸、浓硫酸，硝基苯是油状液体，难溶于水，密度比水大，苯微溶于水，与硝基苯互溶，在下层，步骤②为分离互不相溶的液态混合物，应采取分液操作； (3)最后一次水洗后分液得到粗产品2为硝基苯和苯的混合物，采用分液方法分离，因为硝基苯的密度比水大，所以粗产品2应从分液漏斗下口放出，故选b； (4)粗产品1中除了硝基苯，还溶入了浓硝酸，浓硝酸受热易分解，溶有浓硝酸分解产生的二氧化氮导致其呈浅黄色； (5)步骤③依次用蒸馏水、Na2CO3溶液、蒸馏水洗涤，除去粗产品中残留的酸，有机层为苯和硝基苯的混合物，还残留有水，步骤④用无水CaCl2或无水硫酸镁干燥有机混合物，过滤，得到苯和硝基苯的混合物； (6)步骤⑤为蒸馏操作，分离苯和硝基苯，根据表格数据可知，苯的沸点为80℃，硝基苯的沸点为210.9℃，则锥形瓶中收集到的物质为苯。 直击高考 23．扁桃酸是唯一具有脂溶性的果酸，实验室用如下原理制备： 合成扁桃酸的实验步骤、装置示意图及相关数据如下： 物质 状态 熔点/℃ 沸点/℃ 溶解性 扁桃酸 无色透明晶体 119 300 易溶于热水、乙醚和异丙醇 乙醚 无色透明液体 -116.3 34.6 溶于低碳醇、苯、氯仿，微溶于水 苯甲醛 无色液体 -26 179 微溶于水，能与乙醇、乙醚、苯、 氯仿等混溶 氯仿 无色液体 -63.5 61.3 易溶于醇、醚、苯、不溶于水 实验步骤： 步骤一：向如图所示的实验装置中加入0.1mol(约l0.1mL)苯甲醛、0.2mol（约16mL）氯仿，慢慢滴入含19g氢氧化钠的溶液，维持温度在55～60℃，搅拌并继续反应1h，当反应液的pH接近中性时可停止反应。 步骤二：将反应液用200mL水稀释，每次用20mL。乙醚萃取两次，合并醚层，待回收。 步骤三：水相用50%的硫酸酸化至pH为2～3后，再每次用40mL乙醚分两次萃取，合并萃取液并加入适量无水硫酸钠，蒸出乙醚，得粗产品约11.5g。 (1)图中仪器C的名称是 。 (2)装置B的作用是 。 (3)步骤一中合适的加热方式是 。 (4)步骤二中用乙醚的目的是 。 (5)步骤三中用乙醚的目的是 ；加入适量无水硫酸钠的目的是 。 (6)该实验的产率为 （保留三位有效数字）。 【答案】(1)(球形)冷凝管 (2)吸收逸出的有机物(乙醚)，并防止倒吸 (3)水浴加热 (4)除去反应液中未反应完的反应物 (5) 萃取扁桃酸 作干燥剂 (6)75.7% 【分析】苯甲醛与氯仿在氢氧化钠溶液中发生反应，生成扁桃酸等，需要加热且维持温度在55～60℃。由于有机反应物易挥发，所以需冷凝回流，并将产生的气体用乙醇吸收。反应后所得的混合物中，既有反应生成的扁桃酸，又有剩余的反应物。先用乙醚萃取剩余的有机反应物，然后分液；在分液后所得的水溶液中加硫酸，将扁桃酸钠转化为扁桃酸，再用乙醚萃取出来，蒸馏进行分离提纯。 【详解】（1）图中仪器C的名称是(球形)冷凝管。答案为：(球形)冷凝管； （2）装置B中有倒置的漏斗，且蒸馏出的有机物易溶于乙醇，所以其作用是吸收逸出的有机物(乙醚)，并防止倒吸。答案为：吸收逸出的有机物(乙醚)，并防止倒吸； （3）步骤一中，温度需控制在55～60℃之间，则合适的加热方式是水浴加热。答案为：水浴加热； （4）步骤二中，“将反应液用200mL水稀释”，则加入乙醚，是为了萃取未反应的有机反应物，所以用乙醚的目的是除去反应液中未反应完的反应物。答案为：除去反应液中未反应完的反应物； （5）步骤三中，“水相用50%的硫酸酸化至pH为2～3后，再每次用40mL乙醚分两次萃取”，因为加酸后扁桃酸钠转化为扁桃酸，所以用乙醚的目的是萃取扁桃酸；为了去除扁桃酸中溶有的少量水，加入适量无水硫酸钠，其目的是作干燥剂。答案为：萃取扁桃酸；作干燥剂； （6）该实验中，0.1mol(约l0.1mL)苯甲醛理论上可生成0.1mol扁桃酸，则其产率为=75.7%。答案为：75.7%。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第一章 有机化合物的结构特点与研究方法 第二节 研究有机化合物的一般方法 第一课时 有机化合物的分离、提纯 基础达标 1．我国明代《本草纲目》中收载药物1892种，其中“烧酒”条目下写道：“自元时始创其法，用浓酒和糟入甑，蒸令气上……其清如水，味极浓烈，盖酒露也。这里所用的“法”是指（ ） A．萃取 B．渗析 C．蒸馏 D．升华 2．将CH3CHO (易溶于水，沸点为20.8℃的易挥发性液体)和CH3COOH分离的方法（ ） A．加热蒸馏 B．加入Na2CO3后，通过萃取的方法分离 C．加入烧碱溶液之后蒸出乙醛，再加入硫酸，蒸出乙酸 D．和Na反应后进行分离 3．已知：两种有机物A和B可以互溶，有关性质如下表： 相对密度(20 ℃) 熔点 沸点 溶解性 A 0.789 3 -117.3 ℃ 78.5 ℃ 与水以任意比混溶 B 0.713 7 -116.6 ℃ 34.5 ℃ 不溶于水 若要除去A中混有的少量B，应采用的方法是（ ） A．蒸馏 B．萃取 C．重结晶 D．加水充分振荡，分液 4．下列玻璃仪器在相应实验中选用合理的是（ ） A．重结晶法提纯苯甲酸：①⑥⑦ B．蒸馏法分离CH2Cl2和CCl4：②⑤⑥ C．分离苯和四氯化碳：③⑦ D．用盐酸滴定NaOH溶液：④⑥ 5．将甲、乙两种有机物在常温常压下的混合物分离。已知它们的物理性质如下： 物质 密度/(g/cm3) 沸点/℃ 水溶性 溶解性 甲 0.7893 68.5 溶 溶于乙 乙 1.220 100.7 溶 溶于甲 则应采用的分离方法是（ ） A．分液 B．蒸馏 C．过滤 D．萃取 6．苯甲酸是一种常用的食品防腐剂。某实验小组设计粗苯甲酸(含有少量NaCl和泥沙)的提纯方案如下： 下列说法不正确的是（ ） A．操作I中依据苯甲酸的溶解度估算加水量 B．操作Ⅱ趁热过滤的目的是除去泥沙和NaCl C．操作Ⅲ缓慢冷却结晶可减少杂质被包裹 D．操作Ⅳ可用冷水洗涤晶体 7．正丁醛经催化加氢可制备正丁醇。为提纯含少量正丁醛杂质的正丁醇，现设计如图路线： 粗品 已知：①正丁醛与饱和溶液反应可生成沉淀；②乙醚的沸点是34.5 ℃，微溶于水，与正丁醇互溶；③正丁醇的沸点是118 ℃。则操作1~4分别是（ ） A．萃取、过滤、蒸馏、蒸馏 B．过滤、分液、蒸馏、萃取 C．过滤、蒸馏、过滤、蒸馏 D．过滤、分液、过滤、蒸馏 8．下列各项操作错误的是（ ） A．用乙醇萃取碘水中的碘单质时可选用分液漏斗，然后静置分液 B．进行分液时，分液漏斗中的下层液体从下端流出，上层液体则从上口倒出 C．萃取、分液前需对分液漏斗进行检漏 D．分液时，为保证分液漏斗内的液体顺利流出，可将上面的塞子拿掉 9．下列有关物质分离、提纯的说法中，正确的是（ ） A．除去乙酸乙酯中的少量乙酸，可加入氢氧化钠溶液，充分反应后分液 B．如图所示，振荡后静置，上层溶液颜色保持不变 C．C2H5OH中有少量CH3COOH，为得到纯净的C2H5OH可加足量CaO后蒸馏 D．分液时，分液漏斗中下层液体从下口放出，上层液体也从下口放出 10．硝酸钾、氯化钠的溶解度曲线如图所示。在60℃时的某溶液中，硝酸钾、氯化钠均刚好达饱和，冷却至0℃时析出晶体的成分是（ ） A．纯硝酸钾晶体 B．大量硝酸钾，少量氯化钠 C．等量的硝酸钾和氯化钠 D．大量氯化钠，少量硝酸钾 11．以下关于萃取、分液操作的叙述中，正确的是（ ） A．将所需试剂加入分液漏斗，塞上玻璃塞，如图所示用力振荡 B．振荡几次后需打开分液漏斗上口的玻璃塞放气 C．经几次振荡并放气后，手持分液漏斗静置待液体分层 D．分液时，需先将上口玻璃塞打开或玻璃塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔，再打开活塞 12．环己烯是重要的化工原料，实验室制备流程如下。下列说法错误的是（ ） A．环己烯粗品加饱和食盐水前应先用盐酸洗涤 B．饱和食盐水能降低环己烯在水相中的溶解度，利于分层 C．分液时，有机相应从分液漏斗上口倒出 D．操作a用到的仪器有酒精灯、球形冷凝管、尾接管等 13．苯甲酸（）常用作食品防腐剂。某实验小组设计粗苯甲酸（含有少量NaCl和泥沙）的提纯方案如下，下列说法不正确的是（ ） A．操作Ⅰ加热溶解的目的是增大粗苯甲酸的溶解度 B．苯甲酸与互为同分异构体 C．操作Ⅱ需要趁热的原因是防止NaCl冷却析出 D．检验操作Ⅳ产物是否洗干净可用硝酸酸化的 14．实验中，所选取的分离装置与对应原理都正确的是（ ） 选项 目 的 装置 原 理 A 氢氧化铁胶体的纯化 ① 胶体粒子不能通过滤纸，离子及小分子可以通过滤纸 B 分离苯中的溴苯 ③ 苯(0.88 g/mL)和溴苯(1.5 g/mL)的密度不同 C 粗盐提纯 ①② NaCl在水中的溶解度很大 D 除去环己醇中的环烯 ④ 环己醇的沸点(161 ℃)与环己烯的沸点(83 ℃)相差较大 A．A B．B C．C D．D 能力提升 15．工业上常用水蒸气蒸馏的方法（蒸馏装置如图所示，夹持及加热装置省略）从植物组织中获取挥发性成分，这些挥发性成分的混合物称为精油。从柠檬、橙子和柚子等水果的果皮中提取的精油90%以上是柠檬烯（）。提取柠檬烯的实验操作步骤如下： （1）将1～2个橙子皮剪成碎片，投入乙装置中，加入约30mL水； （2）打开活塞K，加热水蒸气发生器（甲）至水沸腾，当活塞K处有大量水蒸气冒出时旋紧K，打开冷凝水，水蒸气蒸馏即开始进行，一段时间后可观察到在馏出液的液面上有一层很薄的油层。下列说法错误的是（ ） A．当馏出液无明显油珠、澄清透明时，说明蒸馏完成 B．蒸馏结束后，为防止倒吸，应立即停止加热 C．长导管作安全管，平衡气压，同时防止由于导管堵塞引起爆炸 D．要得到纯的柠檬烯，可以通过以下分离提纯操作：萃取、分液、蒸馏 16．常温下，乙酰苯胺是一种具有解热镇痛作用的白色晶体，20℃时在乙醇中的溶解度为36.9g，在水中的溶解度如下表(注：氯化钠可分散在醇中形成胶体) 温度/℃ 25 50 80 100 溶解度/g 0.56 0.84 3.5 5.5 某种乙酰苯胺样品中混入了少量氯化钠杂质，下列提纯乙酰苯胺的方法正确的是（ ） A．用水溶解后分液 B．用乙醇溶解后过滤 C．用水作溶剂进行重结晶 D．用乙醇作溶剂进行重结晶 17．3,5-二甲氧基苯酚是重要的有机合成中间体，可用于天然物质白柠檬素的合成。一种以间苯三酚为原料的合成反应如下： 反应结束后，先分离出甲醇，再加入乙醚，将获得的有机层（含少量氯化氢）进行洗涤，然后分离提纯得到产物。甲醇和3,5-二甲氧基苯酚的部分物理性质见下表： 物质 沸点/℃ 熔点/℃ 溶解性 甲醇 64.7 -97.8 易溶于水 3,5-二甲氧基苯酚 172-175 33-36 易溶于甲醇、乙醚，微溶于水 下列说法正确的是（ ） A．分离出甲醇的操作是结晶 B．间苯三酚与苯酚互为同系物 C．上述合成反应属于取代反应 D．洗涤时可以用饱和Na2CO3溶液除氯化氢 18．青蒿素是高效的抗疟疾药，为无色针状晶体，易溶于有机溶剂，在水中几乎不溶，熔点为156°C～157°C，热稳定性差。提取青蒿素的主要工艺如下。(已知：乙醚的沸点为35°C)下列说法不正确的是（ ） A．破碎的目的是增大青蒿与乙醚的接触面积，提高青蒿素浸取率 B．操作I为过滤 C．操作Ⅱ蒸馏时最好选用水浴加热 D．操作Ⅲ的主要过程为加水溶解后进行重结晶 19．苏轼咏橘“香雾噀人惊半破，清泉流齿怯初尝”。某实验小组设计提取橘皮精油(主要成分为柠檬烯，沸点：)的实验流程如下图所示，下列说法错误的是（ ）         A．利用上图装置对橘皮进行反复萃取可提高提取率 B．试剂可选用丙酮，分液时两相溶液依次从下口放出 C．无水硫酸钠的作用是除去有机层中的水 D．利用质谱法可测定柠檬烯的相对分子质量 20．选择下列实验方法分离、提纯物质，将分离、提纯方法的字母填在横线上。 A．萃取　B．重结晶　C．分液　D．蒸馏　E．过滤　F．洗气 (1)分离水和汽油的混合物： 。 (2)分离四氯化碳 (沸点为76.75 ℃)和甲苯(沸点为110.6 ℃)的混合物： 。 (3)提取碘水中的碘： 。 (4)除去混在乙烷中的乙烯： 。 (5)从硝酸钾和氯化钠的混合溶液中获得硝酸钾： 。 21．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(省略加热和部分夹持装置)如图： 可能用到的有关数据如表： 性质物质 相对分子质量 沸点/℃ 密度/g·cm-3 溶解性 环己醇 100 161 0.9618 微溶于水 环己烯 82 83 0.8102 难溶于水 合成反应： 在a中加入20g环己醇和少量碎瓷片，在搅动下慢慢加入1mL浓H2SO4；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℃。 分离、提纯： 反应得到的粗产物倒入分液漏斗中，分别用少量5%的碳酸钠溶液和蒸馏水洗涤，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10g纯净环己烯。 回答下列问题： (1)装置b的名称是 。 (2)加入碎瓷片的作用是 ；如果加热一段时间后发现忘记加碎瓷片，应该采取的正确操作是 (填字母)。 A．立即补加    B．冷却后补加    C．继续加热    D．重新配料 (3)分液漏斗在使用前须清洗干净并 ，在本实验分离过程中，产物应该从分液漏斗的 (填“上口倒出”或“下口放出”)。 (4)分离、提纯过程中加入无水氯化钙的目的是 。 22．硝基苯是重要的化工原料，用途广泛。 I.制备硝基苯的化学反应方程式如下： +HO－NO2+H2O II.可能用到的有关数据列表如下： 物质 熔点/℃ 沸点/℃ 密度(20℃)/g·cm-3 溶解性 苯 5.5 80 0.88 微溶于水 硝基苯 5.7 210.9 1.205 难溶于水 浓硝酸 ___ 83 1.4 易溶于水 浓硫酸 ___ 338 1.84 易溶于水 III.制备硝基苯的反应装置图如下： IV .制备、提纯硝基苯的流程如下： 请回答下列问题： (1)配制混酸时，应在烧杯中先加入 ；反应装置中的长玻璃导管最好用 代替(填仪器名称)；恒压滴液漏斗的优点是 。 (2)步骤①反应温度控制在50~60°C的主要原因是 ；步骤②中分离混合物获得粗产品1的实验操作名称是 。 (3)最后一次水洗后分液得到粗产品2时，粗产品2应 (填“a” 或“b”)。 a.从分液漏斗上口倒出             b.从分液漏斗下口放出 (4)粗产品1呈浅黄色，粗产品2为无色。粗产品1呈浅黄色的原因是 。 (5)步骤④用到的固体D的名称为 。 (6)步骤⑤蒸馏操作中，锥形瓶中收集到的物质为 。 直击高考 23．扁桃酸是唯一具有脂溶性的果酸，实验室用如下原理制备： 合成扁桃酸的实验步骤、装置示意图及相关数据如下： 物质 状态 熔点/℃ 沸点/℃ 溶解性 扁桃酸 无色透明晶体 119 300 易溶于热水、乙醚和异丙醇 乙醚 无色透明液体 -116.3 34.6 溶于低碳醇、苯、氯仿，微溶于水 苯甲醛 无色液体 -26 179 微溶于水，能与乙醇、乙醚、苯、 氯仿等混溶 氯仿 无色液体 -63.5 61.3 易溶于醇、醚、苯、不溶于水 实验步骤： 步骤一：向如图所示的实验装置中加入0.1mol(约l0.1mL)苯甲醛、0.2mol（约16mL）氯仿，慢慢滴入含19g氢氧化钠的溶液，维持温度在55～60℃，搅拌并继续反应1h，当反应液的pH接近中性时可停止反应。 步骤二：将反应液用200mL水稀释，每次用20mL。乙醚萃取两次，合并醚层，待回收。 步骤三：水相用50%的硫酸酸化至pH为2～3后，再每次用40mL乙醚分两次萃取，合并萃取液并加入适量无水硫酸钠，蒸出乙醚，得粗产品约11.5g。 (1)图中仪器C的名称是 。 (2)装置B的作用是 。 (3)步骤一中合适的加热方式是 。 (4)步骤二中用乙醚的目的是 。 (5)步骤三中用乙醚的目的是 ；加入适量无水硫酸钠的目的是 。 (6)该实验的产率为 （保留三位有效数字）。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$