课时作业（3）有机化合物的分离、提纯（Word练习）-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年高中化学选择性必修第三册（人教版2024）

课时作业（三） （建议用时：40 min） （见学生用书P117） 1.下图实验装置一般不用于分离物质的是（　　） 　　 答案　D 解析　A项用于分离沸点不同的液体混合物；B项用于分离不相溶的液体混合物；C项为液－固混合物的分离——过滤；D项用于一定物质的量浓度溶液的配制，不用于分离物质。 2.关于蒸馏的实验操作说法正确的是（　　） A.蒸馏的原理是利用液体混合物中各组分的沸点不同实现分离 B.蒸馏烧瓶可以用酒精灯直接加热 C.开始蒸馏时，应该先加热，再开冷凝水；蒸馏完毕，应该先关冷凝水再撤酒精灯 D.苯和水的混合物最好用蒸馏的方法进行分离 答案　A 解析　蒸馏是利用液体沸点的不同，分离互溶的液体混合物，A项正确；由于蒸馏烧瓶底面积较大，直接加热会受热不均匀，所以在使用时必须垫陶土网，B项错误；冷凝管没有通水或先加热后通水会造成受热不均匀，使冷凝管破裂；蒸馏完毕，防止蒸气外逸，应该先撤酒精灯，再关冷凝水，C项错误；蒸馏用于分离沸点不同且互溶的液体混合物，苯和水的混合物不互溶且分层，应用分液的方法分离，先从下口放出水，后从上口倒出苯，D项错误。 3.将溴水分别与酒精、己烯、己烷和四氯化碳四种试剂混合，充分振荡后静置，下列现象与所加试剂不相吻合的是（　　） 选项 A B C D 与溴水混 合的试剂 酒精 己烯 己烷 四氯化碳 现象 答案　A 解析 　酒精与溴水混合不分层，现象不合理，符合题意；己烯与溴水发生加成反应，溶液褪色，分层后水在上层，现象合理；己烷与溴水混合发生萃取，水在下层，现象合理；四氯化碳与溴水混合发生萃取，水在上层，现象合理。 4.下列有关有机物分离和提纯的说法错误的是（　　） A.除去乙炔中混有的少量H2S：通过CuSO4溶液，洗气 B.粗苯甲酸中混有泥沙和NaCl杂质，提纯主要步骤为：加热溶解、趁热过滤，蒸发结晶 C.除去乙醇中的水，加入CaO，蒸馏 D.除去乙醇中混有的少量乙烯：通过溴水，洗气 答案　B 解析　H2S与CuSO4溶液反应生成硫化铜沉淀，故除去乙炔中混有的少量H2S：通过CuSO4溶液，洗气，A项正确；苯甲酸在水中溶解度较小，冷却时会结晶析出，除去粗苯甲酸中混有泥沙和NaCl杂质，提纯主要步骤为：加热溶解、趁热过滤，冷却结晶，B项错误；水和CaO反应生成难挥发的Ca（OH）2然后蒸馏得到乙醇，C项正确；乙烯与溴发生加成反应，除去乙烷中混有的少量乙烯：通过溴水，洗气，D项正确。 5.工业上食用油的生产大多数采用浸出工艺。菜籽油的生产过程为将菜籽压成薄片，用有机溶剂浸泡，进行操作A；过滤，得液体混合物；对该混合物进行操作B，制成半成品油，再经过脱胶、脱色、脱臭即制成食用油。操作A和B的名称分别是（　　） A.溶解、蒸发 B.萃取、蒸馏 C.分液、蒸馏 D.萃取、过滤 答案　B 解析　操作A是用有机溶剂浸泡菜籽薄片，该过程属于萃取；操作B是有机溶剂与油脂的混合物分离，则需用蒸馏的方法。 6.按以下实验方案可从海洋动物柄海鞘中提取具有抗肿瘤活性的天然产物。下列说法错误的是（　　） A.步骤（1）需要过滤装置 B.步骤（2）需要用到分液漏斗 C.步骤（3）需要用到坩埚 D.步骤（4）需要蒸馏装置 答案　C 解析　A项，样品粉末经步骤（1）得到滤液和不溶性物质，其操作为过滤，故需要过滤装置；B项，经过步骤（2）得到水层溶液和有机层溶液，这两层溶液互不相溶，分离的操作为分液，要用到分液漏斗；C项，经步骤（3）由水层溶液得到固体（粗产品），要经过蒸发浓缩、冷却结晶等操作，用到蒸发皿而非坩埚；D项，有机层是甲苯和甲醇的混合物，二者互溶，但沸点不同，可据此采用蒸馏的方法分离。 7.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36.9 g，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 解析　乙酰苯胺、氯化钠都是能溶于水的固体，溶于水后不分层，A项错误；氯化钠可分散在醇中形成胶体，不能用过滤的方法分离，B项错误；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，C项正确；20 ℃时乙酰苯胺在乙醇中的溶解度为36.9 g，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，D项错误。 8.为了提纯下表所列物质（括号内为杂质），有关除杂试剂和分离方法的选择均正确的是（　　） 选项 被提纯的物质 除杂试剂 分离方法 A 己烷（己烯） 溴水 分液 B 淀粉溶液（NaCl） 水 过滤 C CH3CH2OH（CH3COOH） CaO 蒸馏 D CO2（SO2） Na2CO3溶液 洗气 答案　C 解析　A项，向试样中加入溴水，己烯与Br2反应的产物与己烷仍互溶，用分液法不能将己烷提纯；B项，淀粉胶体和NaCl溶液均可透过滤纸；D项，除杂溶液除杂Na2CO3溶液既可与杂质SO2反应，又可吸收被提纯气体CO2，所以用Na2CO3溶液除杂不可行，可改用NaHCO3溶液为除杂试剂，故选C项。 9.实验室用下列仪器组装一套蒸馏石油的装置，并进行蒸馏得到汽油和煤油。 （1）写出下列仪器的名称： ①　　　　；②　　　　；③　　　　。 （2）将以上仪器按从左到右的顺序，用字母a、b、c……进行连接：e接　　　　；　　　　接　　　　；　　　　接　　　　接　　　　。 （3）①仪器的A口是　　　　，B口是　　　　。 （4）蒸馏时，温度计水银球应在　　　　　　 （位置）。 （5）在②中注入石油后，加几片碎瓷片的目的是　　　　　　　　。 解析　（1）略。（2）组装仪器按“从左到右，从下到上”的顺序，该装置为蒸馏石油的装置，用铁架台固定蒸馏烧瓶，蒸馏烧瓶上方是温度计，右方是冷凝管，然后接牛角管，最后连接锥形瓶，所以仪器连接顺序是e→c→d→a→b→f→g。（3）冷凝水应是下进上出，可延长热量交换时间，使冷凝更充分。（4）温度计测量的是蒸气的温度，故温度计水银球应放在蒸馏烧瓶的支管口处。（5）为防止烧瓶内液体受热不均匀而局部暴沸（突然沸腾）冲出烧瓶，需要在蒸馏烧瓶内加入几片碎瓷片（或沸石）。 答案　（1）（直形）冷凝管　 蒸馏烧瓶　 锥形瓶　（2）c　d　a b　f　g　（3）进水口　出水口　（4）蒸馏烧瓶支管口处　（5）防止暴沸 10.下列有关苯甲酸重结晶实验中操作的说法正确的是（　　） A.粗苯甲酸加热溶解后要恢复到室温再过滤 B.趁热过滤时，为了防止苯甲酸结晶，可先将漏斗进行预热 C.趁热过滤后，为了析出更多晶体，热滤液用冰盐水充分冷却，可缩短结晶的时间 D.温度越低，苯甲酸的溶解度越小，所以温度越低越有利于苯甲酸的重结晶实验 答案　B 解析　粗甲苯加热溶解后为了防止苯甲酸晶体提前析出，滞留在过滤器中，需要在过滤前适当稀释，不能直接过滤，A项错误；漏斗适当预热可减小温差，B项正确；趁热过滤后，用冰盐水冷却滤液形成的结晶很小，比表面积大，吸附的杂质多，C项错误；重结晶过程中温度太低，杂质的溶解度也会降低，部分杂质也会析出，达不到提纯苯甲酸的目的，D项错误。 11.下列实验中，所选装置或实验设计合理的是（　　） 　 ① 　② 　③ 　④ A.用图③所示装置可以分离二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳的混合物 B.用图②所示装置可以用乙醇提取溴水中的溴 C.用图①所示装置可以趁热过滤提纯苯甲酸 D.用图④所示装置可除去CO2中混有少量HCl 答案　C 解析　采用蒸馏方法分离互溶的沸点不同的液体混合物时，应该使用温度计测量馏分的温度，不能达到实验目的，A项不符合题意；乙醇与水互溶，不能萃取溴水中的溴，不能达到实验目的，B项不符合题意；苯甲酸的溶解度不大，可选图中过滤装置，趁热过滤可减少溶解损失，达到提纯苯甲酸的目的，能够达到实验目的，C项符合题意；CO2、HCl都能够与Na2CO3溶液发生反应，不能用于除杂，应该选用饱和NaHCO3溶液除去CO2中的HCl杂质，不能够达到实验目的，D项不符合题意。 12.在一定条件下，萘可以被浓硝酸、浓硫酸的混酸硝化生成二硝基物，它是1，5－二硝基萘、1，8－二硝基萘的混合物，后者可溶于质量分数大于98％的硫酸，而前者不能，利用这一性质可以将这两种同分异构体分离。将上述硝化产物加入适量的98％硫酸中，充分搅拌，用耐酸漏斗过滤，欲从滤液中得到固体1，8－二硝基萘，应采用的方法是（　　） A.蒸发浓缩结晶 B.向滤液中加水后过滤 C.用Na2CO3溶液处理滤液 D.将滤液缓缓加入水中并过滤 答案　D 解析　根据题目信息知，滤液中有浓H2SO4和1，8－二硝基萘，浓H2SO4可溶于水，而1，8－二硝基萘不溶于水，故可以将滤液注入水中（相当于浓H2SO4的稀释），然后过滤即可。 13.甲苯是一种重要的化工原料，能用于生产苯甲醛、苯甲酸等产品。下表列出了有关物质的部分物理性质，请回答： 名称 性状 熔点（℃） 沸点（℃） 相对密度（ρ水＝1 g·cm3） 溶解性 水 乙醇 甲苯 无色液体，易燃易挥发 －95 110.6 0.866 0 不溶 互溶 苯甲 醛 无色液体 －26 179 1.044 0 微溶 互溶 苯甲 酸 白色片状或针状晶体 122.1 249 1.265 9 微溶 易溶 已知：甲苯、苯甲醛、苯甲酸三者互溶。 实验室可用如图装置模拟制备苯甲醛。实验时先在三颈烧瓶中加入0.5 g固态难溶性催化剂，然后加入15 mL冰醋酸（作为溶剂）和2 mL甲苯，搅拌升温至70 ℃，同时缓慢加入12 mL过氧化氢溶液，在此温度下搅拌反应3小时。 （1）装置a的名称是　　　　，主要作用是　　　　　　　　　　　　　　。 （2）三颈烧瓶中发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　，此反应的原子利用率理论上可达　　　　。（原子利用率＝×100％） （3）经测定，反应温度升高时，甲苯的转化率逐渐增大，但温度过高时，苯甲醛的产量却有所减少，可能的原因是　　　　　　　　　　　　　。 （4）反应完毕后，反应混合液经过自然冷却至室温时，还应经过　　　　、　　　　（填操作名称）等操作，才能得到苯甲醛粗产品。 （5）实验中加入过量过氧化氢溶液且反应时间较长，会使苯甲醛产品中产生较多的苯甲酸。若想从混有苯甲酸的苯甲醛中分离出苯甲酸，正确的操作步骤是　　　　（按步骤顺序填字母）。 a.对混合液进行分液 b.过滤、洗涤、干燥 c.水层中加入盐酸调节pH d.加入适量碳酸氢钠溶液混合振荡 解析　（1）装置a的名称为球形冷凝管；甲苯挥发会导致产率降低，利用球形冷凝管冷凝回流可以防止甲苯挥发导致产率降低。（2）三颈烧瓶中甲苯被过氧化氢氧化生成苯甲醛，同时还生成水，反应方程式为＋2H2O2＋3H2O；根据化学方程式可知，此反应中原子利用率＝×100％＝66.25％。（3）温度过高，过氧化氢分解加快，实际参加反应的过氧化氢质量减小，苯甲醛的产量会有所减少。（4）反应完毕后，反应混合液经过自然冷却至室温，先过滤分离出固体催化剂，再利用蒸馏的方法分离出苯甲酸。（5）欲从混有苯甲酸的苯甲醛中分离出苯甲酸，可使之先与碳酸氢钠反应转化为苯甲酸钠，再利用分液法分离出苯甲醛，然后向水层中加入盐酸调节pH，得到苯甲酸晶体，最后经过滤、洗涤、干燥得到苯甲酸，故正确的操作步骤为dacb。 答案　（1）球形冷凝管　冷凝回流，防止甲苯挥发而降低产品产率　（2）＋2H2O2＋3H2O 66.25　（3）H2O2在较高温度时分解速度加快，使实际参加反应的H2O2减少，从而影响产量　（4）过滤　蒸馏　 （5）dacb 14.薰衣草精油常用作芳香剂、驱虫剂的原料。某兴趣小组想从新鲜薰衣草中提取少量精油。 查阅资料：薰衣草精油成分复杂，沸点范围在100～220 ℃，相同温度时在水中溶解度小于在苯、四氯化碳（有毒、沸点76.8 ℃）等溶剂中的溶解度。 设计方案：小组讨论后提出如下提取方案。（在横线上填写操作名称） （1）步骤①在研钵中将薰衣草捣碎，转移至小烧杯中并加入适量蒸馏水，搅拌使充分溶解后　　　　。 （2）步骤②在薰衣草水中加入适量CCl4进行　　　　　　　。 （3）步骤③将CCl4层进行　　　　　　（填写操作名称）。 方案实施：按上述设计的方案进行实验。 （4）步骤②使用到的主要仪器有　　　　　（填字母）。 具体操作为振荡、　　　　、静置、分液。溶有精油的CCl4层在　　　　（填“上”或“下”）层。 （5）步骤③使用如图实验装置进行，其中仪器e的名称为　　　　，冷却水从　　　　（填字母）口通入，加热，收集温度在　　　　℃的蒸气（该蒸气可循环使用）。 交流反思：观察产品并进行小组讨论后，小组成员认为该方案主要有以下两个缺点： 缺点1：精油中的某些成分有热敏性，受热后品质会发生改变； 缺点2：该方法提取的精油中残留少量CCl4。 （6）基于小组的交流、反思和分析，你认为该小组进一步的研究方向是　　　　　　　　　　　　　。 解析　（1）分离难溶性物质和溶液采用过滤方法，薰衣草捣碎并加入蒸馏水浸取充分溶解后将难溶性的物质和溶液分离采用过滤方法。（2）温度相同时，精油在水中溶解度小于在CCl4中的溶解度，所以步骤②在薰衣草水中加入适量 CCl4进行萃取、分液。（3）分离互溶的液体混合物采用蒸馏的方法，精油和四氯化碳互溶，所以步骤③将 CCl4层进行蒸馏，分离两种物质。（4）步骤②为萃取、分液，需要分液漏斗，故选 b；具体操作为振荡、放气、静置、分液；CCl4 密度大于水，所以CCl4层应该在下层。（5）仪器 e的名称为蒸馏烧瓶，冷却水采用逆流的方式，所以g 为进水口；加热、收集的温度在四氯化碳的沸点范围，即 76.8 ℃。（6）缺点1是精油中的某些成分有热敏性，受热后品质会发生改变，所以在较低温度下较好；缺点 2是该方法提取的精油中残留少量 CCl4，CCl4有毒，应该选取无毒的萃取剂，所以研究方向为选取无毒、高效、可在低温下提取精油的萃取剂。 答案　（1）过滤　（2）萃取、分液　（3）蒸馏 （4）b　 放气　下　（5）蒸馏烧瓶　g　76.8 （6）选取无毒、高效、可在低温下提取精油的萃取剂 学科网（北京）股份有限公司 $$