内容正文:
第9讲 物质的分离和提纯
一、选择题(本题包括9小题,每小题只有一个选项符合题意)
1.(2025·武汉模拟)古代文献中记载了很多化学研究成果,在下列古代文献中所涉及的实验方法错误的是( )
选项
古代文献
实验方法
A
《肘后备急方》中“青蒿一握,以水二升渍,绞取汁, 尽服之……截疟”
分液
B
《本草纲目》中“(烧酒)其法用浓酒和糟入甑,蒸令气上,用器盛滴露”
蒸馏
C
《本草纲目》中“彼人采蒿蓼之属,晒干烧灰,以水淋汁,久则凝淀如石,浣衣发面,亦去垢发面”
灼烧
D
《神农本草经》中“一丹二袖;膏药成稠,三上三下,熬枯去渣……”
过滤
2.下列实验操作中正确的是( )
A.萃取时,应选择有机萃取剂,且萃取剂的密度一定比水大
B.沉淀洗涤时,须向漏斗中加水至恰好没过固体,待水自然流干后,反复操作2~3次
C.蒸发操作时,必须使混合物中的水分完全蒸干后才停止加热
D.蒸馏时,应使温度计水银球伸入液体中
3.某实验小组只领取下列仪器(或用品):铁架台(带铁夹、铁圈)、三脚架、陶土网、烧杯、普通漏斗、分液漏斗、酒精灯、玻璃棒、量筒、蒸发皿、圆底烧瓶、火柴、滤纸。只应用上述仪器用品,不能进行的实验操作是( )
A.蒸发 B.萃取
C.过滤 D.蒸馏
4.下列实验操作中,能够达到实验目的的是( )
选项
实验目的
实验操作
A
除去KNO3固体中少量的NaCl
加水溶解,蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
B
除去H2S气体中少量的SO2
通入酸性KMnO4溶液中,洗气
C
分离胶体与溶液
将混合物置于普通漏斗中过滤
D
除Cl2气体中混有的HCl
通入NaOH溶液中,洗气
5.下列物质分离(括号内的物质为杂质)的方法错误的是( )
A.硝基苯(苯)——蒸馏
B.乙烯(SO2)——氢氧化钠溶液
C.己烷(己烯)——溴水,分液
D.乙酸乙酯(乙醇)——碳酸钠溶液,分液
6.下列各物质含少量杂质,除去这些杂质选用的试剂或操作方法正确的是( )
序号
物质
杂质
选用的试剂或操作方法
①
KNO3溶液
KOH
加入FeCl3溶液,并过滤
②
FeSO4溶液
CuSO4
加入过量铁粉,并过滤
③
H2
CO2
通过盛NaOH溶液的洗气瓶,再通过盛有浓硫酸的洗气瓶
④
NaNO3固体
CaCO3
溶解、过滤、蒸发
A.①②③④ B.①③④
C.②③④ D.①②③
7.(2024·武汉期中)下列实验中,所选装置或实验设计合理的是( )
A.用图①所示装置可以趁热过滤提纯苯甲酸
B.用图②所示装置可以用乙醇提取碘水中的碘单质
C.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
D.用图④所示装置可除去CO2中混有少量HCl
8.工业上常用水蒸气蒸馏的方法(蒸馏装置如图)从柠檬、橙子和柚子等水果的果皮中提取的精油(香料)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个橙子皮剪成细碎的碎片,投入乙装置中,加入约30 mL水;
(2)打开活塞K,加热水蒸气发生器至水沸腾,活塞K的支管口有大量水蒸气冒出时旋紧活塞K,打开冷凝水,水蒸气蒸馏即开始进行,可观察到在馏出液的水面上有一层很薄的油层。下列说法不正确的是( )
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,立即停止加热
C.长导管作安全管,能平衡气压,防止由于导管堵塞引起爆炸
D.要得到纯精油,还需要进行萃取、分液、蒸馏操作
9.(2023·福建高考7题)从苯甲醛和KOH溶液反应后的混合液中分离出苯甲醇和苯甲酸的过程如下:
已知甲基叔丁基醚的密度为0.74 g·cm-3。下列说法错误的是( )
A.“萃取”过程需振荡、放气、静置分层
B.“有机层”从分液漏斗上口倒出
C.“操作X”为蒸馏,“试剂Y”可选用盐酸
D.“洗涤”苯甲酸,用乙醇的效果比用蒸馏水好
二、非选择题(本题包括1小题)
10.(2024·淄博模拟)(1)茶叶中含有丰富的有机物,通过不同提取方法可以获得不同的有机物成分。
从茶叶中提取咖啡因的主要流程如下:
资料:咖啡因能溶于乙醇等溶剂,120 ℃升华显著,熔点为238 ℃
第①步使用乙醇提取咖啡因的操作方法(名称)是 。
步骤②使用的装置是 (填字母)。
上述步骤中主要利用化学变化进行物质分离的是 (填数字)。
(2)青蒿素为无色针状晶体,熔点为156 ℃,沸点为389.9 ℃,热稳定性差。易溶于乙醇、乙醚、氯仿和苯等有机溶剂。如图为从青蒿中提取青蒿素的操作过程。
①操作Ⅰ中,会用到的装置是 (填字母)。
②操作Ⅲ的名称是 。
(3)草酸铁钾{Kx[Fe(C2O4)y]·3H2O(Fe为+3价)}为亮绿色晶体,易溶于水,难溶于乙醇。110 ℃失去结晶水,230 ℃或见光易分解,是一种军用光敏材料。实验室制备草酸铁钾的流程如下:
①结晶时将饱和溶液用冰水浴冷却的目的是 ,避光晾干的目的是 。
②用乙醇洗涤而未用水洗涤的目的是 。
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第9讲 物质的分离和提纯
1.A 取一把青蒿,用2 L水浸泡(“渍”为浸泡),搅碎过滤取汁液,实验方法为过滤,A项错误;利用酒精与水的沸点不同进行分离,为蒸馏操作,B项正确;“晒干烧灰”中涉及的操作是灼烧,C项正确;“去渣”中涉及过滤操作,D项正确。
2.B 萃取操作时,萃取剂的密度可以比水大,也可以比水小,A错误;蒸发时,待剩余少量液体时停止加热,利用余热蒸干即可,C错误;温度计用于测量馏分温度,应该放在蒸馏烧瓶的支管口处,D错误。
3.D 蒸发需要铁架台(带铁夹、铁圈)、蒸发皿、玻璃棒、酒精灯;萃取需要分液漏斗、烧杯、铁架台(带铁夹、铁圈)等;过滤需要普通漏斗、烧杯、铁架台(带铁夹、铁圈)、滤纸、玻璃棒等;蒸馏需要铁架台(带铁夹、铁圈)、酒精灯、温度计、蒸馏烧瓶、冷凝管、牛角管、锥形瓶等,D项不能进行。
4.A 硝酸钾的溶解度受温度影响较大,而氯化钠溶解度受温度影响较小,可采取加水溶解、蒸发浓缩形成饱和溶液、冷却热饱和溶液使KNO3先结晶出来、过滤的方法,A项能够达到实验目的;SO2和H2S均能和酸性KMnO4溶液反应,且H2S与SO2不能共存,胶体和溶液均能通过滤纸,HCl和Cl2均能和NaOH溶液反应,B、C、D项不能达到实验目的。
5.C 硝基苯和苯是沸点不同的互溶液体,可以用蒸馏法分离,A正确;乙烯不与氢氧化钠溶液反应且不溶于水,二氧化硫是酸性氧化物,可以被氢氧化钠溶液吸收,可以实现两种气体分离,B正确;己烷和己烯为互溶液体,己烷不与溴水反应,但可以萃取溴水中的溴,己烯可以与溴水发生加成反应生成二溴代物,属于有机化合物,仍然可以溶于己烷,因此不能用分液法分离,C错误;乙酸乙酯难溶于碳酸钠溶液,乙醇易溶于水,液体分层,通过分液进行分离,D正确。
6.C ①加入氯化铁,生成KCl,引入新杂质,应加入硝酸铁除杂,错误;②铁可置换出铜,可除去杂质,正确;③二氧化碳与氢氧化钠溶液反应,可除去杂质,干燥后得到纯净的氢气,正确;④碳酸钙不溶于水,可用过滤的方法除去,正确。
7.A 苯甲酸的溶解度不大、随温度升高而增大,形成热饱和溶液以后,可选图中过滤装置,趁热过滤可减少溶解损失,再冷却结晶,达到提纯苯甲酸的目的,A符合题意;乙醇与水互溶,不能萃取碘水中的碘,不能达到实验目的,B不符合题意;采用蒸馏方法分离互溶、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,C不符合题意;CO2、HCl都能与Na2CO3溶液发生反应,不能用于除杂,不能达到实验目的,D不符合题意。
8.B 柠檬烯不溶于水,密度比水小,因此当馏出液无明显油珠、澄清透明时,说明蒸馏完成,A正确;蒸馏结束后,先把乙中的导气管从溶液中移出,再停止加热,B错误;长导管与大气相通,能够平衡气压,防止由于导管堵塞引起爆炸,C正确;得到的精油中含有其他成分,要想得到纯的柠檬烯,要进行萃取、分液、蒸馏操作,D正确。
9.D “萃取”过程需振荡、放气、静置分层,A正确;甲基叔丁基醚的密度为0.74 g·cm-3,密度比水小,所以要从分液漏斗上口倒出,B正确;“操作X”是将苯甲醇从有机物中分离出来,可以利用沸点不同用蒸馏的方法将其分离出来;“试剂Y”的作用是将苯甲酸钾转化为苯甲酸,所以可选用盐酸,C正确;苯甲酸在乙醇中溶解度大于其在水中溶解度,“洗涤”苯甲酸,用蒸馏水的效果比用乙醇好,D错误。
10.(1)萃取 c ③ (2)①B ②重结晶 (3)①有利于析出更多的晶体 防止晶体见光分解 ②减少洗涤过程中的溶解损耗
解析:(1)茶叶末中加入乙醇,萃取有机成分,得到提取液后经过蒸馏浓缩得到浓缩液,加入生石灰吸收水分,反应得到粉状物,经过升华提纯分离出咖啡因。第①步使用乙醇提取咖啡因的原因是咖啡因能溶于乙醇等溶剂,其操作方法是萃取;步骤②是蒸馏,需要使用的装置是c;第①步是萃取,属于物理变化,第②步是蒸馏,属于物理变化,第③步加入CaO和浓缩液中的水反应生成Ca(OH)2,属于化学变化,第④步是升华,属于物理变化。(2)①操作Ⅰ后得到提取液和残渣,故操作Ⅰ为过滤,会用到的装置是B。②固体提纯一般是用重结晶的方法,青蒿素为无色针状晶体,操作Ⅲ为青蒿素粗品提纯,故名称是重结晶。
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