3.2 有机化合物结构的测定 第1课时（同步讲义）化学鲁科版选择性必修3

第3章 有机合成及其应用 合成高分子化合物 第2节 有机化合物结构的测定 第1课时 有机化合物分子式的确定 教学目标 1.学会测定有机物元素含量、相对分子质量的一般方法，建立确定有机物分子式的思维模型。 2.能通过燃烧分析法、质谱法等微观探析有机物分子的元素组成、相对分子质量及元素的质量分数。 3.学会蒸馏法、萃取法、重结晶法的实验原理，根据有机物性质的差异选择有机化合物分离、提纯的正确方法。 重点和难点 重点：掌握燃烧分析法、质谱法。 难点：能进行确定有机化合物分子式的简单计算。 ◆知识点一 有机化合物分离、提纯的常用方法 从自然界提取或通过人工合成的有机化合物通常含有杂质，需要通过分离、提纯后才能进行结构测定，常见的分离、提纯有机化合物的方法有蒸馏、重结晶和萃取等。 1．蒸馏 (1)原理：利用沸点差异分离液体混合物。 (2)适用条件：①液态有机物中含有少量杂质；②有机物热稳定性较强；③有机物与杂质的沸点相差较大(一般大于30 ℃)。 (3)蒸馏装置及注意事项 ①实验装置：在横线上写出相应仪器的名称。 ②注意事项：蒸馏烧瓶底部加垫石棉网；溶液体积约为蒸馏烧瓶体积的～；投放沸石或碎瓷片防暴沸；温度计水银球处于蒸馏烧瓶支管口处；冷凝水下口进上口出。 2．重结晶 3．萃取 (1)萃取的基本原理 (2)分液：将萃取后的两层液体分开的操作。 ①主要仪器： ②操作步骤： 液-液萃取：检漏―→装液―→振荡―→静置―→分液。 ③注意事项： a．分液时，将漏斗上口的玻璃塞打开或使塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔。 b．分液时，漏斗下端管口尖嘴部分紧靠烧杯内壁。 c．分液时，下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出。 【方法技巧】分离、提纯方法的选择 (1)过滤：不溶性的固体和液体。 (2)蒸馏：沸点相差较大的互溶液体。 (3)分液：互不相溶的液体。 (4)重结晶：溶解度受温度影响较大的固体混合物。 (5)蒸发：提纯溶解度随温度变化较小的溶质。 (6)萃取：利用溶解性差异提取溶液中的溶质。 即学即练 1．关于物质的分离、提纯实验中结晶的一些操作，说法正确的是(　　) A．提取NaCl和KNO3晶体常采用不同的结晶方式是因为它们的溶解度不同 B．在苯甲酸重结晶实验中，滤液放置冷却可以结晶出纯净的苯甲酸晶体 C．在苯甲酸重结晶实验中，粗苯甲酸加热溶解后，还要加少量NaOH溶液 D．在苯甲酸重结晶实验中，待粗苯甲酸完全溶解后，要冷却到常温才过滤 【答案】B 【解析】NaCl和KNO3晶体提取方法不同是因为它们的溶解度受温度影响不同，A错误；在苯甲酸的重结晶实验中，滤液中还含有少量的杂质，放置冷却可以结晶出纯净的苯甲酸晶体，但温度不宜过低，防止杂质析出，B正确；苯甲酸能溶于水，水在加热过程中会蒸发，为防止苯甲酸过饱和提前析出而损失，在加热溶解后还要加少量蒸馏水，而不是氢氧化钠溶液，C错误；苯甲酸的溶解度不大，应趁热过滤防止苯甲酸损失，D错误。 ◆知识点二 有机化合物分子式的确定 1．有机化合物分子式的测定方法 (1)确定有机化合物分子式的关键 首先要知道该物质的组成元素、各元素的质量分数，必要时还要测定其相对分子质量。 (2)确定有机化合物的元素组成 ①碳、氢元素质量分数的测定——燃烧分析法 ②氮元素质量分数的测定 ③卤素质量分数的测定 ④氧元素质量分数的计算 2．有机物相对分子质量的测定 (1)通过实验，根据有关数据求算相对分子质量。 (2)有机物的相对分子质量一般用质谱仪进行测定。 质谱法：质谱图中质荷比最大的峰的数值就是该有机物的相对分子质量。 如某含碳、氢、氧三种元素的有机物X的质谱图如图所示，该有机物的相对分子质量为74。 3．有机化合物分子式的确定 有机化合物的分子式＝(实验式)n，n＝。 4．确定有机化合物分子式的一般途径 即学即练 1．某烃蒸气折合成标准状况下的密度为3.215 g·L－1，现取3.6 g该烃完全燃烧，将全部产物依次通入足量的浓硫酸和碱石灰，浓硫酸增重5.4 g，碱石灰增重11 g。 (1)求该烃的分子式，写出计算过程。 (2)已知该烃的一氯代物只有一种，写出其结构简式。 【答案】(1)该烃的摩尔质量为M＝3.215 g·L－1×22.4 L·mol－1≈72 g·mol－1，则3.6 g该烃的物质的量为0.05 mol。该烃的燃烧产物中：n(C)＝n(CO2)＝＝0.25 mol，n(H)＝2n(H2O)＝×2＝0.6 mol，n(烃)∶n(C)∶n(H)＝0.05 mol∶0.25 mol∶0.6 mol＝1∶5∶12，此时碳原子全部饱和，所以，该烃的分子式为C5H12。　(2) 【解析】(2)其一氯代物只有一种，说明其结构高度对称，分子中只有一种化学环境的氢原子，则该有机物是新戊烷：。 一、有机化合物分子式的确定方法 1.确定有机物分子式的基本方法 2.确定有机物分子式的其他方法 (1)通式法 类别 通式 相对分子质量 烷烃 CnH2n＋2 Mr＝14n＋2(n≥1) 烯烃、环烷烃 CnH2n Mr＝14n(烯烃，n≥2)，Mr＝14n(环烷烃，n≥3) 炔烃、二烯烃 CnH2n－2 Mr＝14n－2(炔烃，n≥2；二烯烃，n≥4) 苯及其同系物 CnH2n－6 Mr＝14n－6(n≥6) 饱和一元醇 CnH2n＋2O Mr＝14n＋2＋16(n≥1) 饱和一元醛 CnH2nO Mr＝14n＋16 饱和一元酸及酯 CnH2nO2 Mr＝14n＋32(酯n≥2酸n≥1) (2)商余法 用烃(CxHy)的相对分子质量除以14，看商数和余数。 ①＝n……2，该烃分子式为CnH2n＋2。 ②＝n……0，该烃分子式为CnH2n。 ③＝(n－1)……12，该烃分子式为CnH2n－2。 ④＝(n－1)……8，该烃分子式为CnH2n－6。 (Mr相对分子质量　n分子式中碳原子的数目) (3)化学方程式法 利用有机反应中反应物、生成物之间“量”的关系求分子式的方法。 利用燃烧反应的化学方程式，由题给条件并依据下列燃烧通式所得CO2和H2O的量求解x、y、z。 CxHy＋O2xCO2＋H2O、CxHyOz＋O2xCO2＋H2O。 (4)平均值法 当几种烃混合时，往往能求出其平均分子式。把混合物当成一种烃分子计算时，可以得出平均摩尔质量，进而求出平均分子式。若平均摩尔质量为M，两成分的摩尔质量为M1、M2，且M1<M2，则一定有M1<M<M2。平均分子式中C、H个数介于两成分之间，故可确定烃的范围。 实践应用 1.将0.1 mol某有机物与0.3 mol O2混合，于密闭反应器中用电火花点火，将燃烧产物通入过量的澄清石灰水中，可得到沉淀20 g，溶液质量减少5.8 g；剩余气体继续通过灼热的CuO，可以使CuO质量减少1.6 g，由此可知该有机物的分子式为(　　) A.C2H6O B.C3H6O C.C3H6O2 D.C4H8O2 【答案】C 【解析】将燃烧产物通入过量的澄清石灰水中，可得到沉淀20 g，为生成CaCO3的质量，其物质的量为＝0.2 mol，根据碳原子守恒知生成CO2的物质的量为0.2 mol，该有机物的燃烧产物可以使CuO还原为Cu，说明有CO产生，可以使CuO减少1.6 g，则n(CO)＝0.1 mol，故0.1 mol有机物含有C原子为0.2 mol＋0.1 mol＝0.3 mol。由题意知，溶液质量减少5.8 g，故燃烧生成水的质量为20 g－0.2 mol×44 g/mol－5.8 g＝5.4 g，故n(H2O)＝＝0.3 mol，故0.1 mol有机物含有H原子为0.3 mol×2＝0.6 mol。故n(有机物)∶n(C)∶n(H)∶n(O)＝0.1 mol∶0.3 mol∶0.6 mol∶(0.2×2＋0.3＋0.1－0.3×2)mol＝1∶3∶6∶2，故该有机物分子式为C3H6O2。 2.化学上常用燃烧法确定有机物的组成。这种方法是在电炉加热时用纯氧氧化管内样品，根据产物质量确定有机物的组成。如图所示装置是用燃烧法确定有机物化学式常用的装置。 回答下列问题： (1)若产生的氧气按从左到右的流向，所选择装置中各导管的连接顺序是________________。 (2)C装置中浓硫酸的作用是_____________________________________________。 (3)D装置中MnO2的作用是_____________________________________________。 (4)E装置中CuO的作用是______________________________________________。 (5)若准确称取9.0 g样品(只含C、H、O三种元素中的两种或三种)经充分燃烧后，A管质量增加13.2 g，B管质量增加5.4 g，则该有机物的实验式为________。 (6)要确定该有机物的分子式，还要知道该有机物的________。 【答案】(1)gfehicd(dc)ab(ba)　(2)吸收水分，干燥氧气　(3)作催化剂，加快产生O2的速率　(4)使有机物充分氧化为CO2、H2O　(5)CH2O　(6)相对分子质量 【解析】由实验测得二氧化碳和水的质量，就可以求出碳元素和氢元素的质量，再结合样品的总质量求出氧元素的质量，然后求出C、H、O的物质的量之比，得出实验式，有了实验式，要求分子式，必须知道该有机物的相对分子质量。(5)m(CO2)＝13.2 g，n(CO2)＝0.3 mol，m(C)＝3.6 g；m(H2O)＝5.4 g，n(H2O)＝0.3 mol，m(H)＝0.6 g；m(O)＝(9.0－3.6－0.6)g＝4.8 g，n(O)＝0.3 mol。则n(C)∶n(H)∶n(O)＝1∶2∶1，该有机物的实验式为CH2O。 考点一 分离、提纯的方法 【例1】我国明代《本草纲目》中收载药物1 892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．过滤 【答案】C 【解析】这里所用的“法”是指我国古代制烧酒的方法——蒸馏，加热使酒精汽化再冷凝收集得到烧酒，C正确。 【变式1-1】可以用分液漏斗分离的一组混合物是(　　) A．乙醇和水 B．乙酸乙酯和乙酸 C．溴乙烷和水 D．乙醛和乙酸 【答案】C 【解析】乙醇和水互溶，乙酸乙酯和乙酸互溶，乙醛和乙酸互溶，均不分层，故A、B、D不符合题意；溴乙烷和水互不相溶，分层，故C符合题意。 【变式1-2】下列有关除杂(括号中为杂质)的操作正确的是(　　) A．苯(乙烯)：加入足量的溴水，过滤 B．溴乙烷(乙醇)：多次加水振荡，分液，弃水层 C．乙醇(乙酸)：加入足量饱和碳酸钠溶液充分振荡，分液，弃水层 D．乙酸乙酯(乙酸)：加入适量乙醇、浓硫酸，加热，蒸馏，收集馏出物 【答案】B 【解析】加入溴水，乙烯与溴水反应生成CH2BrCH2Br，但CH2BrCH2Br能溶于苯，所以不能通过过滤除去，A项错误；溴乙烷不溶于水，乙醇易溶于水，所以多次加水振荡，分液，可以除去乙醇，B项正确；乙醇易溶于水，最后液体不分层，不能通过分液除去，C项错误。 考点二 有机化合物分子式的确定 【例2】某有机物质量为8.80 g，完全燃烧后得到22.0 g CO2、10.8 g H2O，该有机物的蒸气密度是相同条件下H2密度的44倍，则该有机物的分子式为(　　) A．C5H6O B．C5H12 C．C5H12O2 D．C5H12O 【答案】D 【解析】该有机物的蒸气密度是相同条件下氢气密度的44倍，则该有机物的相对分子质量为2×44＝88,8.80 g该有机物的物质的量为＝0.1 mol，22.0 g CO2的物质的量为＝0.5 mol,10.8 g H2O的物质的量为＝0.6 mol，故1个该有机物分子中碳原子数目为＝5，氢原子数目为＝12，分子中C、H的相对原子质量之和为12×5＋1×12＝72，故1个该有机物分子中还含有1个氧原子，则该有机物的分子式为C5H12O。 【变式2-1】链状有机物M分子中不含甲基，11.6 g M完全燃烧可产生0.6 mol CO2和0.6 mol H2O，M的蒸气与氢气的相对密度为29。下列关于M的说法不正确的是(　　) A．M的实验式为CH2O B．分子中最多有8个原子共平面 C．可以发生取代、加成、加聚、氧化、还原反应 D．M的水溶性比烷烃好但比乙醇差 【答案】A 【解析】M的蒸气与氢气的相对密度为29，其相对分子质量为58，n(M)＝＝0.2 mol，n(C)＝n(CO2)＝0.6 mol，n(H)＝2n(H2O)＝2×0.6 mol＝1.2 mol，m(C)＋m(H)＝0.6 mol×12 g· mol－1＋1.2 mol×1 g·mol－1＝8.4 g＜11.6 g，所以M中还含有O元素，n(O)＝ ＝0.2 mol，所以M与C、H、O原子个数之比为0.2 mol∶0.6 mol∶1.2 mol∶0.2 mol＝1∶3∶6∶1，其实验式为C3H6O，设其分子式为(C3H6O)n，n＝ ＝1，所以其分子式为C3H6O。M的实验式为C3H6O，故A错误；链状有机物M分子中不含甲基，M为烯丙醇，除与羟基相连的碳上的2个H外，分子中最多有8个原子共平面，故B正确；分子中含有碳碳双键、羟基，可以发生取代、加成、加聚、氧化、还原反应，故C正确。 【变式2-2】为了测定有机物M的分子式，进行了如下实验。取4.6 g M和4.8 g O2于一密闭容器中燃烧，产物为CO2、CO和水蒸气，测得的有关实验数据如下(实验前装置内的空气已排尽)，则该有机物M的分子式为(　　) A．C4H8O B．C2H4O2 C．C3H8O3 D．CH2O 【答案】C 【解析】燃烧产物通入浓硫酸中，浓硫酸的质量增加3.6 g，即生成水的质量为3.6 g，其物质的量为0.2 mol；通入浓NaOH溶液中，溶液的质量增加4.4 g，即生成CO2的质量为4.4 g，其物质的量为0.1 mol；剩余气体通入浓硫酸中干燥后再与CuO反应，CuO的质量减少0.8 g，根据化学方程式CO＋CuOCO2＋Cu可知，CuO的物质的量减少0.05 mol，CO的物质的量为0.05 mol。4.6 g该有机物中，m(C)＝0.15 mol×12 g·mol－1＝1.8 g，m(H)＝0.4 mol×1 g·mol－1＝0.4 g，则m(O)＝4.6 g－1.8 g－0.4 g＝2.4 g，则n(O)＝＝0.15 mol，因此n(C)∶n(H)∶n(O)＝0.15 mol∶0.4 mol∶0.15 mol＝3∶8∶3，则有机物M的实验式为C3H8O3，因为实验式中的碳原子已经达到饱和，所以该实验式即为M的分子式，C项正确。 基础达标 1.下列关于萃取操作的说法正确的是(　　) A．从溴水中提取溴，可加入酒精作萃取剂 B．萃取操作完成后，静置分液，上、下层液体均从下口放出 C．用一种有机溶剂提取水溶液中的某物质，静置分液后，“水层”应在上层 D．萃取时，所加入的溶剂应与原溶剂互不相溶，且与溶质相互间不反应 【答案】D　 【解析】酒精与水互溶，不能作为萃取剂；萃取操作完成后，分液漏斗中下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出；萃取操作后，水层的位置取决于水和有机溶剂的密度的相对大小，若有机溶剂的密度小于水的密度，则水层应该在下层。 2．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可以直接趁热过滤 B．趁热过滤中，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，同时缩短结晶的时间 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】粗苯甲酸加热溶解后，考虑到过滤时溶液与环境的温差较大，易使苯甲酸晶体提前析出，滞留在过滤器中，故需在过滤前适当稀释，不能直接过滤，A项错；趁热过滤后，用冰盐水冷却形成的结晶很小，表面积大，吸附的杂质多，C项错；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。 3.纯碱和氯化钠的溶解度曲线如图，将纯碱从氯化钠和纯碱的混合物中分离出来，最好应用(　　) A．蒸馏法 B．萃取法 C．重结晶法 D．分液法 【答案】C 【解析】图像中纯碱的溶解度随温度变化很大，氯化钠的溶解度随温度变化不大，所以，将混合物在热水中溶解、降温，纯碱则析出，然后过滤，氯化钠留在水溶液中。即采用重结晶的方法。 4．在蒸馏实验中，下列叙述不正确的是(　　) A．在蒸馏烧瓶中放入几粒碎瓷片，防止液体暴沸 B．将温度计水银球放在蒸馏烧瓶支管口附近 C．冷水从冷凝管下口入，上口出 D．蒸馏烧瓶不用垫石棉网，可直接加热 【答案】D 【解析】A.通常我们会在蒸馏烧瓶中加入少量碎瓷片或者沸石，防止液体暴沸，正确；B.温度计水银球应在蒸馏烧瓶支管口处，目的是控制馏分物质的沸点，测量的是蒸气温度，正确；C.冷凝管水流遵循逆流原理，即冷水从冷凝管下口进入，上口流出，这样冷凝效果好，正确；D.蒸馏烧瓶不能直接加热，需要垫石棉网，错误。 5．将由甲、乙组成的有机混合物在常压下分离，已知它们的物理性质如下： 物质 密度/g·cm－3 沸点/℃ 水溶性 溶解性 甲 0.789 3 78.5 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．干馏 D．萃取 【答案】B 【解析】从表中可以看出，甲、乙两种有机物属于相互混溶且沸点相差较大的液体，故应选用蒸馏法分离。 6.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 【解析】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；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；将分液漏斗放在铁架台上静置待液体分层，C错误；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。 7．下列实验中，所采取的分离方法与对应原理都正确的是(　　) 选项 目的 分离方法 原理 A 分离溶于水中的碘 苯萃取 碘在苯中的溶解度较小 B 分离乙酸乙酯和乙醇 分液 乙酸乙酯和乙醇的密度不同 C 除去KNO3固体中混杂的NaCl 重结晶 NaCl在水中的溶解度很大 D 除去丁醇中的乙醚 蒸馏 丁醇与乙醚的沸点相差较大 【答案】D 【解析】碘在苯中的溶解度较大，A项错误；分离互不相溶的液体混合物用分液法，乙酸乙酯和乙醇是相溶的，不能用分液法分离，B项错误；除去KNO3固体中混杂的NaCl，用重结晶的方法，原理是硝酸钾的溶解度随温度的变化较大，题中所述原理有误，C项错误；除去丁醇中的乙醚，利用沸点不同用蒸馏法进行分离，D项正确。 8.某有机物在氧气中充分燃烧，生成36 g水和44 g CO2，则关于该有机物的说法正确的是(　　) A.分子式一定是CH4 B.分子式一定是CH4O C.分子式可能是CH4或CH4O D.以上说法均不正确 【答案】C 【解析】根据燃烧产物中H2O和CO2的质量，可以求出其中的n(C)∶n(H)＝∶＝1∶4，但是无法确认是否含有氧元素，故最简式为CH4O或CH4，C项正确。 9.要测定某有机化合物的元素种类和分子式，下列说法错误的是(　　) A.在氧气流中燃烧，通过测定生成的CO2和H2O的质量确定碳、氢元素的含量 B.在CO2气流中与CuO反应，通过测定生成N2的体积确定氮元素的含量 C.与AgNO3溶液反应，通过测定生成卤化物沉淀的种类和质量确定卤素的含量 D.若碳、氢、氮元素及卤素的质量分数总和小于100%，其差值一般为氧元素的质量分数 【答案】C 【解析】测定碳、氢元素的含量最常用的方法是燃烧分析法，将样品置于氧气流中燃烧，分别用吸水剂和碱液吸收生成的H2O和CO2，称重计算二者的质量，从而计算样品中碳、氢元素的含量，A正确；测定氮元素的含量一般将样品通入CO2气流中，在CuO的作用下生成N2，反应中可能生成氮的氧化物，Cu可将它们还原为N2，通过测定N2的总体积，从而计算样品中氮元素的含量，B正确；测定卤素的含量，一般将有机化合物与发烟硝酸和固体硝酸银一同放入密闭体系中加热，卤素原子转变为卤素离子并生成卤化银沉淀，通过测定卤化银的种类和质量，计算样品中卤素的含量，C错误；得知碳、氢、氮、卤素等元素的质量分数后，若总和小于100%，其差值一般就是氧元素的质量分数，D正确。 10.证明某有机化合物属于烃的含氧衍生物，应完成的实验内容是(　　) A.只需验证它完全燃烧后产物只有H2O和CO2 B.只需测定其完全燃烧后产物中H2O和CO2的物质的量的比值 C.测定完全燃烧时消耗的有机化合物与生成的CO2、H2O的物质的量之比 D.测定该有机化合物的质量及其完全燃烧后生成的CO2和H2O的质量 【答案】D 【解析】A项只能证明有机化合物中含C、H，无法确定是否含氧，错误：B项只能确定分子式中C、H原子个数比，错误；C项只能确定分子式中C、H的原子个数，错误；D项，测定该有机化合物的质量及其完全燃烧后生成的CO2和H2O的质量，可以确定一定质量的有机化合物中含有的C、H的质量，根据质量守恒可以确定有机化合物中是否含有O，正确。 综合应用 11．下列从混合物中分离出其中的一种成分，所采取的分离方法正确的是(　　) A．由于碘在酒精中的溶解度大，所以可用酒精把碘水中的碘萃取出来 B．水的沸点为100 ℃，酒精的沸点为78.5 ℃，可直接蒸馏，使含水的酒精变为无水酒精 C．四氯化碳和水混合后，可用分液的方法来分离 D．NaCl的溶解度随温度下降而减小，所以用冷却法从热的含少量KNO3的NaCl溶液中分离得到纯净的NaCl 【答案】C 【解析】酒精与水互溶，应用苯或四氯化碳作萃取剂，A错误；应加入生石灰(CaO)再蒸馏，B错误；四氯化碳不溶于水，可用分液的方法分离，C正确；硝酸钾的溶解度受温度影响较大，氯化钠的溶解度受温度影响较小，应采用蒸发结晶的方法分离，D错误。 12．工业上常用水蒸气蒸馏的方法(蒸馏装置如图，加热、夹持装置已略去)从柠檬、橙子或柚子等水果的果皮中提取精油(其中90%以上是柠檬烯，柠檬烯不溶于水，密度比水小)。 提取柠檬烯的实验操作步骤如下： (1)将1～2个橙子的皮剪成细小的碎片，投入乙装置中，加入约30 mL水； (2)松开活塞K，加热水蒸气发生器甲至水沸腾，活塞K所在的支管口有大量水蒸气冒出时旋紧，通入冷凝水，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．长玻璃导管作安全管，能平衡气压，防止导管堵塞引起爆炸 D．要得到纯的柠檬烯，还需要用到以下分离、提纯方法：萃取、分液、蒸馏 【答案】B 【解析】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；长玻璃导管与大气相通，能够起到平衡气压的作用，防止导管堵塞引起爆炸，C正确；得到的精油中含有其他成分，要想得到纯的柠檬烯，还需进行萃取、分液、蒸馏操作，D正确。 13.有机物A完全燃烧只生成CO2和H2O，将12 g该有机物完全燃烧的产物通过足最浓硫酸，浓硫酸增重14.4 g，再通过足量碱石灰，碱石灰增重26.4 g，该有机物的分子式是(　　) A.C4H10 B.C2H6O C.C3H8O D.C2H4O2 【答案】C 【解析】浓硫酸增重为H2O的质量，碱石灰增重为CO2的质量，即m(H2O)＝14.4 g，m(CO2)＝26.4 g，易求出m(C)＝7.2 g，m(H)＝1.6 g，则m(O)＝3.2 g，据此易求出有机物中C、H、O的原子个数比为3∶8∶1，即有机物A的实验式为C3H8O，因氢原子数已达饱和，此实验式也就是有机物A的分子式。 14．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】步骤(1)是分离固液混合物，其操作为过滤，需要过滤装置，故A正确；步骤(2)是分离互不相溶的液体混合物，需进行分液，要用到分液漏斗，故B正确；步骤(3)是从溶液中得到固体，操作为蒸发，需要用到蒸发皿，而不用坩埚，故C错误；步骤(4)是利用混合液中各组分的沸点不同，采取蒸馏操作，从有机层溶液中得到甲苯，需要用到蒸馏装置，故D正确。 15．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，现设计如下路线： 已知：①正丁醛与饱和NaHSO3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 【解析】正丁醛与饱和NaHSO3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；由乙醚与正丁醇的沸点相差较大可知，操作4为蒸馏。 16．在20 ℃时将某气态烃与O2的混合气体装入密闭容器中，点燃爆炸后恢复至20 ℃，此时容器内压强为反应前压强的一半，经NaOH溶液吸收后，容器内几乎为真空，此烃的分子式为(　　) A．CH4 B．C2H6 C．C3H8 D．C7H16 【答案】C 【解析】烃完全燃烧的通式为CxHy＋(x＋)O2xCO2＋H2O(l)，由题意得1＋x＋＝2x，即x＝1＋，因x、y均为正整数且y≤2x＋2，故有x＝2，y＝4；x＝3，y＝8。所以符合条件的选项只有C。 17．某气态化合物X只含C、H、O三种元素，现已知下列条件：①X中C的质量分数；②X中H的质量分数；③X在标准状况下的体积；④X对氢气的相对密度；⑤X的质量。欲确定化合物X的分子式，所需的最少条件是(　　) A．①②④ B．②③④ C．①③⑤ D．①② 【答案】A 【解析】确定X的分子式应知道X的相对分子质量，条件④可以求出X的相对分子质量；确定X分子中C、H、O的原子个数时，至少应已知X中两种元素的质量分数，①和②能满足要求。所以最少的条件为①②④。 18．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，所用的玻璃仪器主要有蒸馏烧瓶、酒精灯、冷凝管、温度计、锥形瓶等 D．操作Ⅲ是用酒精灯加热，然后加水溶解、过滤 【答案】C 【解析】研碎时应该将黄花青蒿置于研钵中，A错误；操作Ⅰ是将固体和液体分离的操作，是过滤，B错误；操作Ⅱ是将提取液中的乙醚分离出去的操作，是蒸馏，蒸馏用到的玻璃仪器主要有蒸馏烧瓶、酒精灯、冷凝管、温度计、锥形瓶等，C正确；酒精灯加热温度较高，青蒿素热稳定性差，由粗品得精品时不能用酒精灯加热，且青蒿素在水中几乎不溶，D错误。 19．选择合适的实验方法，将字母填在横线上。 A．加热蒸发　B．升华　C．重结晶　D．分液　E．蒸馏　F．过滤　G．萃取、分液 (1)________分离饱和食盐水与沙子的混合物。 (2)________分离氯化钠固体和碘单质的混合物。 (3)________分离水和汽油混合物。 (4)________分离酒精(沸点为78.1 ℃)和甲苯(沸点为110.6 ℃)的混合物。 (5)________从碘的水溶液里提取碘。 【解析】解析]　(1)饱和食盐水与沙子为固体与液体不互溶的混合物，可用过滤方法分离。(2)碘具有升华的特性，可用升华法分离。(3)水和汽油互不相溶，可用分液的方法分离。(4)酒精和甲苯互溶，但二者沸点相差较大，可用蒸馏的方法分离。(5)碘易溶于有机溶剂，可加入苯或四氯化碳，然后用萃取、分液的方法分离。 【解析】答案]　(1)F　(2)B　(3)D　(4)E　(5)G 20．已知和的一些物理性质如下表所示： 物质 熔点/℃ 沸点/℃ 密度/g·cm－3 水溶性 －10 212 1.162 2 不溶 54 238 1.158 1 不溶 (1)分离这两种物质的混合物可采用的方法是______(填字母)。 a．过滤 b．分液 c．蒸发　　d．蒸馏 (2)该实验需要用到的主要玻璃仪器有酒精灯________、________、________、锥形瓶、牛角管。 【解析】由于这两种有机物不溶于水，所以不宜利用溶解度的差异性来分离，而二者互溶且沸点相差较大，所以采用蒸馏的方法分离。 【答案】(1)d　(2)蒸馏烧瓶　温度计　冷凝管 拓展培优 21．己二酸主要用于生产尼龙66盐、合成树脂及增塑剂等。己二酸的合成路线如下： NaOOC(CH2)4COONaHOOC(CH2)4COOH 制备己二酸的装置示意图如图所示(加热和夹持装置等略)。 实验步骤： Ⅰ.己二酸的制备：连接好装置后，通过瓶口b慢慢滴加1.5 g环己醇至适量KMnO4和NaOH的混合溶液中，然后塞上带有温度计的胶塞，再用沸水浴加热数分钟。 Ⅱ.分离提纯：趁热过滤，收集滤液，用少量热水洗涤滤渣2次，合并滤液和洗涤液，边搅拌边滴加浓盐酸至溶液呈强酸性，小心加热蒸发浓缩至10 mL左右，在冷水浴中冷却，析出己二酸粗品。 回答下列问题： (1)写出仪器a的名称：________。 (2)将己二酸粗品提纯的方法是________(填字母)。 A．过滤 B．萃取 C．重结晶 D．蒸馏 (3)步骤Ⅱ中过滤时需要用到的玻璃仪器有玻璃棒、________、________。 (4)若制得纯己二酸的质量为1.5 g，则己二酸的产率为________。 【解析】(1)由实验装置图可知，图中仪器a的名称是直形冷凝管(或冷凝管)。(2)因为己二酸常温下为固体，温度较低时会从溶液中析出，所以将己二酸粗品提纯的方法是重结晶。(3)步骤Ⅱ中过滤时需要用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯和漏斗。(4)根据原子守恒可知生成己二酸的理论质量为×146 g·mol－1＝2.19 g，所以产率是×100%≈68.5%。 【答案】(1)直形冷凝管(或冷凝管)　(2)C (3)烧杯　漏斗　(4)68.5% 22．化学上常用燃烧法确定有机化合物的组成。这种方法是在电炉加热时用纯氧氧化管内样品，根据产物质量确定有机化合物的组成。选用如图所示装置用燃烧法确定有机化合物的化学式。 回答下列问题： (1)若产生的氧气的流向按从左到右，所选择装置中各导管的连接顺序是______________(装置可重复利用)。 (2)在该实验中，多次用到A装置，A装置的作用分别为________________________ _________________________________________________________________________。 (3)D装置中MnO2的作用为_________________________________________________。 (4)E装置中CuO的作用为__________________________________________________。 (5)若准确称取9.0 g样品(只含有C、H、O三种元素中的两种或三种)经充分燃烧后，需要称重的A管质量增加13.2 g，B管质量增加5.4 g，则该有机化合物的实验式为______________。 (6)要确定该有机化合物的分子式，还要知道该有机化合物的___________________________。 【答案】(1)gab(ba或fe)hicd(dc)ab(ba)ab(ba) (2)第1个A装置，干燥O2，吸收CO2；第2个A装置，吸收E中产生的CO2；第3个A装置，防止空气中的H2O、CO2被前一个A装置吸收(其他合理答案也可) (3)H2O2分解的催化剂 (4)使未完全燃烧的有机物、CO转化为CO2、H2O (5)CH2O (6)相对分子质量 【解析】(5)A管质量增加13.2 g，说明生成了13.2 g二氧化碳，可得碳元素的质量为13.2 g×＝3.6 g，B管质量增加5.4 g，说明生成了5.4 g水，可得氢元素的质量为5.4 g×＝0.6 g，从而可推出该有机物含氧元素的质量为9.0 g－3.6 g－0.6 g＝4.8 g，设最简式为CxHyOz，则x∶y∶z＝∶∶＝1∶2∶1，即最简式为CH2O。 23．某液态卤代烃RX(R是烷基，X是某种卤素原子)的密度是a g·cm－3。该RX可以跟稀碱发生水解反应生成ROH(能跟水互溶)和HX。为了测定RX的分子量，拟定的实验步骤如下：①准确量取该卤代烃b mL，放入锥形瓶中；②在锥形瓶中加入过量稀NaOH溶液，塞上带有长玻璃管的塞子，加热，发生反应；③反应完成后，冷却溶液，加稀HNO3酸化，滴加过量AgNO3溶液得到白色沉淀；④过滤、洗涤、干燥后称重，得到固体c g。 回答下列问题： (1)装置中长玻璃管的作用是__________________________________________________。 (2)步骤④中，洗涤的目的是为了除去沉淀上吸附的__________________(用离子表示)。 (3)该卤代烃中所含卤素的名称是____________，判断的依据是______________________ (4)该卤代烃的相对分子质量是__________________________________________(列出算式)。 (5)如果在步骤③中，加HNO3的量不足，没有将溶液酸化，则步骤④中测得的c值______(填字母)。 A．偏大 B．偏小 C．不变 D．无法确定 【答案】(1)防止卤代烃挥发(或冷凝回流) (2)Ag＋、Na＋和NO　(3)氯　得到白色卤化银沉淀　(4)　(5)A 【解析】本实验的反应原理是RX＋NaOHR—OH＋NaX，NaX＋AgNO3===NaNO3＋AgX↓。 (1)因R—X的熔、沸点较低，加热时易挥发，所以装置中的长玻璃管的作用是防止卤代烃挥发或冷凝回流。(2)R—OH虽然能与水互溶，但难以电离，所以沉淀AgX上吸附的离子只能是Na＋、NO和过量的Ag＋。 (4)R—Cl　　　　～　　　　AgCl M　　　　　 　　　 143.5 a g·cm－3×b mL　　　 　　 c g 则M＝。 (5)如果加入HNO3的量不足，未将溶液酸化，则沉淀中还会夹杂由AgOH转化成的Ag2O沉淀，故测得的c值将偏大。 24．3,5-二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： ＋2CH3OH＋2H2O 甲醇、乙醚和3,5-二甲氧基苯酚的部分物理性质见下表： 物质 沸点/℃ 熔点/℃ 密度(20 ℃) /(g·cm－3) 溶解性 甲醇 64.7 — 0.791 5 易溶于水 乙醚 34.5 — 0.713 8 微溶于水 3,5-二甲氧基苯酚 — 33～36 — 易溶于甲醇、乙醚，微溶于水 (1)反应结束后，先分离出甲醇，再加入乙醚进行萃取。 ①分离出甲醇的操作是__________。 ②萃取用到的分液漏斗使用前需__________并洗净，分液时有机层在分液漏斗的________(填“上”或“下”)层。 (2)分离得到的有机层依次用饱和NaHCO3溶液、饱和食盐水、少量蒸馏水进行洗涤。用饱和NaHCO3溶液洗涤的目的是______________，用饱和食盐水洗涤的目的是______________。 (3)洗涤完成后，通过以下操作分离、提纯产物，正确的操作顺序是__________(填字母)。 a．蒸馏除去乙醚 b．重结晶 c．过滤除去干燥剂 d．加入无水CaCl2干燥 【答案】(1)①蒸馏　②检查是否漏液　上　(2)除去HCl　除去少量NaHCO3且减少产物损失 (3)dcab 【解析】(1)①可用蒸馏的方法分离出甲醇。②分液漏斗使用前需要检查是否漏液；由表可知有机层的密度小于水，在分液漏斗上层。(2)NaHCO3可以与HCl反应，用饱和NaHCO3溶液洗涤可以除去HCl；用饱和食盐水洗涤可以除去少量NaHCO3且减少产物损失。(3)分离、提纯产物时，首先要加入无水CaCl2干燥，然后过滤除去干燥剂，再蒸馏除去乙醚，最后重结晶。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3章 有机合成及其应用 合成高分子化合物 第2节 有机化合物结构的测定 第1课时 有机化合物分子式的确定 教学目标 1.学会测定有机物元素含量、相对分子质量的一般方法，建立确定有机物分子式的思维模型。 2.能通过燃烧分析法、质谱法等微观探析有机物分子的元素组成、相对分子质量及元素的质量分数。 3.学会蒸馏法、萃取法、重结晶法的实验原理，根据有机物性质的差异选择有机化合物分离、提纯的正确方法。 重点和难点 重点：掌握燃烧分析法、质谱法。 难点：能进行确定有机化合物分子式的简单计算。 ◆知识点一 有机化合物分离、提纯的常用方法 从自然界提取或通过人工合成的有机化合物通常含有杂质，需要通过 、 后才能进行结构测定，常见的分离、提纯有机化合物的方法有 、 和 等。 1．蒸馏 (1)原理：利用沸点差异分离液体混合物。 (2)适用条件：①液态有机物中含有少量杂质；②有机物热稳定性较强；③有机物与杂质的沸点相差较大(一般大于30 ℃)。 (3)蒸馏装置及注意事项 ①实验装置：在横线上写出相应仪器的名称。 ②注意事项：蒸馏烧瓶底部加垫石棉网；溶液体积约为蒸馏烧瓶体积的～；投放沸石或碎瓷片 ；温度计水银球处于 支管口处；冷凝水 。 2．重结晶 3．萃取 (1)萃取的基本原理 (2)分液：将萃取后的两层液体分开的操作。 ①主要仪器： ②操作步骤： 液-液萃取：检漏―→装液―→振荡―→静置―→分液。 ③注意事项： a．分液时，将漏斗上口的玻璃塞打开或使塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔。 b．分液时，漏斗下端管口尖嘴部分紧靠 。 c．分液时，下层液体从下口放出，上层液体从 。 【方法技巧】分离、提纯方法的选择 (1)过滤：不溶性的固体和液体。 (2)蒸馏：沸点相差较大的互溶液体。 (3)分液：互不相溶的液体。 (4)重结晶：溶解度受温度影响较大的固体混合物。 (5)蒸发：提纯溶解度随温度变化较小的溶质。 (6)萃取：利用溶解性差异提取溶液中的溶质。 即学即练 1．关于物质的分离、提纯实验中结晶的一些操作，说法正确的是(　　) A．提取NaCl和KNO3晶体常采用不同的结晶方式是因为它们的溶解度不同 B．在苯甲酸重结晶实验中，滤液放置冷却可以结晶出纯净的苯甲酸晶体 C．在苯甲酸重结晶实验中，粗苯甲酸加热溶解后，还要加少量NaOH溶液 D．在苯甲酸重结晶实验中，待粗苯甲酸完全溶解后，要冷却到常温才过滤 ◆知识点二 有机化合物分子式的确定 1．有机化合物分子式的测定方法 (1)确定有机化合物分子式的关键 首先要知道该物质的组成元素、各元素的质量分数，必要时还要测定其 。 (2)确定有机化合物的元素组成 ①碳、氢元素质量分数的测定——燃烧分析法 ②氮元素质量分数的测定 ③卤素质量分数的测定 ④氧元素质量分数的计算 2．有机物相对分子质量的测定 (1)通过实验，根据有关数据求算 。 (2)有机物的相对分子质量一般用 进行测定。 质谱法：质谱图中质荷比最大的峰的数值就是该有机物的相对分子质量。 如某含碳、氢、氧三种元素的有机物X的质谱图如图所示，该有机物的相对分子质量为74。 3．有机化合物分子式的确定 有机化合物的分子式＝(实验式)n，n＝。 4．确定有机化合物分子式的一般途径 即学即练 1．某烃蒸气折合成标准状况下的密度为3.215 g·L－1，现取3.6 g该烃完全燃烧，将全部产物依次通入足量的浓硫酸和碱石灰，浓硫酸增重5.4 g，碱石灰增重11 g。 (1)求该烃的分子式，写出计算过程。 (2)已知该烃的一氯代物只有一种，写出其结构简式。 一、有机化合物分子式的确定方法 1.确定有机物分子式的基本方法 2.确定有机物分子式的其他方法 (1)通式法 类别 通式 相对分子质量 烷烃 CnH2n＋2 Mr＝14n＋2(n≥1) 烯烃、环烷烃 CnH2n Mr＝14n(烯烃，n≥2)，Mr＝14n(环烷烃，n≥3) 炔烃、二烯烃 CnH2n－2 Mr＝14n－2(炔烃，n≥2；二烯烃，n≥4) 苯及其同系物 CnH2n－6 Mr＝14n－6(n≥6) 饱和一元醇 CnH2n＋2O Mr＝14n＋2＋16(n≥1) 饱和一元醛 CnH2nO Mr＝14n＋16 饱和一元酸及酯 CnH2nO2 Mr＝14n＋32(酯n≥2酸n≥1) (2)商余法 用烃(CxHy)的相对分子质量除以14，看商数和余数。 ①＝n……2，该烃分子式为CnH2n＋2。 ②＝n……0，该烃分子式为CnH2n。 ③＝(n－1)……12，该烃分子式为CnH2n－2。 ④＝(n－1)……8，该烃分子式为CnH2n－6。 (Mr相对分子质量　n分子式中碳原子的数目) (3)化学方程式法 利用有机反应中反应物、生成物之间“量”的关系求分子式的方法。 利用燃烧反应的化学方程式，由题给条件并依据下列燃烧通式所得CO2和H2O的量求解x、y、z。 CxHy＋O2xCO2＋H2O、CxHyOz＋O2xCO2＋H2O。 (4)平均值法 当几种烃混合时，往往能求出其平均分子式。把混合物当成一种烃分子计算时，可以得出平均摩尔质量，进而求出平均分子式。若平均摩尔质量为M，两成分的摩尔质量为M1、M2，且M1<M2，则一定有M1<M<M2。平均分子式中C、H个数介于两成分之间，故可确定烃的范围。 实践应用 1.将0.1 mol某有机物与0.3 mol O2混合，于密闭反应器中用电火花点火，将燃烧产物通入过量的澄清石灰水中，可得到沉淀20 g，溶液质量减少5.8 g；剩余气体继续通过灼热的CuO，可以使CuO质量减少1.6 g，由此可知该有机物的分子式为(　　) A.C2H6O B.C3H6O C.C3H6O2 D.C4H8O2 2.化学上常用燃烧法确定有机物的组成。这种方法是在电炉加热时用纯氧氧化管内样品，根据产物质量确定有机物的组成。如图所示装置是用燃烧法确定有机物化学式常用的装置。 回答下列问题： (1)若产生的氧气按从左到右的流向，所选择装置中各导管的连接顺序是________________。 (2)C装置中浓硫酸的作用是_____________________________________________。 (3)D装置中MnO2的作用是_____________________________________________。 (4)E装置中CuO的作用是______________________________________________。 (5)若准确称取9.0 g样品(只含C、H、O三种元素中的两种或三种)经充分燃烧后，A管质量增加13.2 g，B管质量增加5.4 g，则该有机物的实验式为________。 (6)要确定该有机物的分子式，还要知道该有机物的________。 考点一 分离、提纯的方法 【例1】我国明代《本草纲目》中收载药物1 892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．过滤 【变式1-1】可以用分液漏斗分离的一组混合物是(　　) A．乙醇和水 B．乙酸乙酯和乙酸 C．溴乙烷和水 D．乙醛和乙酸 【变式1-2】下列有关除杂(括号中为杂质)的操作正确的是(　　) A．苯(乙烯)：加入足量的溴水，过滤 B．溴乙烷(乙醇)：多次加水振荡，分液，弃水层 C．乙醇(乙酸)：加入足量饱和碳酸钠溶液充分振荡，分液，弃水层 D．乙酸乙酯(乙酸)：加入适量乙醇、浓硫酸，加热，蒸馏，收集馏出物 考点二 有机化合物分子式的确定 【例2】某有机物质量为8.80 g，完全燃烧后得到22.0 g CO2、10.8 g H2O，该有机物的蒸气密度是相同条件下H2密度的44倍，则该有机物的分子式为(　　) A．C5H6O B．C5H12 C．C5H12O2 D．C5H12O 【变式2-1】链状有机物M分子中不含甲基，11.6 g M完全燃烧可产生0.6 mol CO2和0.6 mol H2O，M的蒸气与氢气的相对密度为29。下列关于M的说法不正确的是(　　) A．M的实验式为CH2O B．分子中最多有8个原子共平面 C．可以发生取代、加成、加聚、氧化、还原反应 D．M的水溶性比烷烃好但比乙醇差 【变式2-2】为了测定有机物M的分子式，进行了如下实验。取4.6 g M和4.8 g O2于一密闭容器中燃烧，产物为CO2、CO和水蒸气，测得的有关实验数据如下(实验前装置内的空气已排尽)，则该有机物M的分子式为(　　) A．C4H8O B．C2H4O2 C．C3H8O3 D．CH2O 基础达标 1.下列关于萃取操作的说法正确的是(　　) A．从溴水中提取溴，可加入酒精作萃取剂 B．萃取操作完成后，静置分液，上、下层液体均从下口放出 C．用一种有机溶剂提取水溶液中的某物质，静置分液后，“水层”应在上层 D．萃取时，所加入的溶剂应与原溶剂互不相溶，且与溶质相互间不反应 2．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可以直接趁热过滤 B．趁热过滤中，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，同时缩短结晶的时间 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 3.纯碱和氯化钠的溶解度曲线如图，将纯碱从氯化钠和纯碱的混合物中分离出来，最好应用(　　) A．蒸馏法 B．萃取法 C．重结晶法 D．分液法 4．在蒸馏实验中，下列叙述不正确的是(　　) A．在蒸馏烧瓶中放入几粒碎瓷片，防止液体暴沸 B．将温度计水银球放在蒸馏烧瓶支管口附近 C．冷水从冷凝管下口入，上口出 D．蒸馏烧瓶不用垫石棉网，可直接加热 5．将由甲、乙组成的有机混合物在常压下分离，已知它们的物理性质如下： 物质 密度/g·cm－3 沸点/℃ 水溶性 溶解性 甲 0.789 3 78.5 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．干馏 D．萃取 6.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 7．下列实验中，所采取的分离方法与对应原理都正确的是(　　) 选项 目的 分离方法 原理 A 分离溶于水中的碘 苯萃取 碘在苯中的溶解度较小 B 分离乙酸乙酯和乙醇 分液 乙酸乙酯和乙醇的密度不同 C 除去KNO3固体中混杂的NaCl 重结晶 NaCl在水中的溶解度很大 D 除去丁醇中的乙醚 蒸馏 丁醇与乙醚的沸点相差较大 8.某有机物在氧气中充分燃烧，生成36 g水和44 g CO2，则关于该有机物的说法正确的是(　　) A.分子式一定是CH4 B.分子式一定是CH4O C.分子式可能是CH4或CH4O D.以上说法均不正确 9.要测定某有机化合物的元素种类和分子式，下列说法错误的是(　　) A.在氧气流中燃烧，通过测定生成的CO2和H2O的质量确定碳、氢元素的含量 B.在CO2气流中与CuO反应，通过测定生成N2的体积确定氮元素的含量 C.与AgNO3溶液反应，通过测定生成卤化物沉淀的种类和质量确定卤素的含量 D.若碳、氢、氮元素及卤素的质量分数总和小于100%，其差值一般为氧元素的质量分数 10.证明某有机化合物属于烃的含氧衍生物，应完成的实验内容是(　　) A.只需验证它完全燃烧后产物只有H2O和CO2 B.只需测定其完全燃烧后产物中H2O和CO2的物质的量的比值 C.测定完全燃烧时消耗的有机化合物与生成的CO2、H2O的物质的量之比 D.测定该有机化合物的质量及其完全燃烧后生成的CO2和H2O的质量 综合应用 11．下列从混合物中分离出其中的一种成分，所采取的分离方法正确的是(　　) A．由于碘在酒精中的溶解度大，所以可用酒精把碘水中的碘萃取出来 B．水的沸点为100 ℃，酒精的沸点为78.5 ℃，可直接蒸馏，使含水的酒精变为无水酒精 C．四氯化碳和水混合后，可用分液的方法来分离 D．NaCl的溶解度随温度下降而减小，所以用冷却法从热的含少量KNO3的NaCl溶液中分离得到纯净的NaCl 12．工业上常用水蒸气蒸馏的方法(蒸馏装置如图，加热、夹持装置已略去)从柠檬、橙子或柚子等水果的果皮中提取精油(其中90%以上是柠檬烯，柠檬烯不溶于水，密度比水小)。 提取柠檬烯的实验操作步骤如下： (1)将1～2个橙子的皮剪成细小的碎片，投入乙装置中，加入约30 mL水； (2)松开活塞K，加热水蒸气发生器甲至水沸腾，活塞K所在的支管口有大量水蒸气冒出时旋紧，通入冷凝水，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．长玻璃导管作安全管，能平衡气压，防止导管堵塞引起爆炸 D．要得到纯的柠檬烯，还需要用到以下分离、提纯方法：萃取、分液、蒸馏 13.有机物A完全燃烧只生成CO2和H2O，将12 g该有机物完全燃烧的产物通过足最浓硫酸，浓硫酸增重14.4 g，再通过足量碱石灰，碱石灰增重26.4 g，该有机物的分子式是(　　) A.C4H10 B.C2H6O C.C3H8O D.C2H4O2 14．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 15．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，现设计如下路线： 已知：①正丁醛与饱和NaHSO3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 16．在20 ℃时将某气态烃与O2的混合气体装入密闭容器中，点燃爆炸后恢复至20 ℃，此时容器内压强为反应前压强的一半，经NaOH溶液吸收后，容器内几乎为真空，此烃的分子式为(　　) A．CH4 B．C2H6 C．C3H8 D．C7H16 17．某气态化合物X只含C、H、O三种元素，现已知下列条件：①X中C的质量分数；②X中H的质量分数；③X在标准状况下的体积；④X对氢气的相对密度；⑤X的质量。欲确定化合物X的分子式，所需的最少条件是(　　) A．①②④ B．②③④ C．①③⑤ D．①② 18．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，所用的玻璃仪器主要有蒸馏烧瓶、酒精灯、冷凝管、温度计、锥形瓶等 D．操作Ⅲ是用酒精灯加热，然后加水溶解、过滤 19．选择合适的实验方法，将字母填在横线上。 A．加热蒸发　B．升华　C．重结晶　D．分液　E．蒸馏　F．过滤　G．萃取、分液 (1)________分离饱和食盐水与沙子的混合物。 (2)________分离氯化钠固体和碘单质的混合物。 (3)________分离水和汽油混合物。 (4)________分离酒精(沸点为78.1 ℃)和甲苯(沸点为110.6 ℃)的混合物。 (5)________从碘的水溶液里提取碘。 20．已知和的一些物理性质如下表所示： 物质 熔点/℃ 沸点/℃ 密度/g·cm－3 水溶性 －10 212 1.162 2 不溶 54 238 1.158 1 不溶 (1)分离这两种物质的混合物可采用的方法是______(填字母)。 a．过滤 b．分液 c．蒸发　　d．蒸馏 (2)该实验需要用到的主要玻璃仪器有酒精灯________、________、________、锥形瓶、牛角管。 拓展培优 21．己二酸主要用于生产尼龙66盐、合成树脂及增塑剂等。己二酸的合成路线如下： NaOOC(CH2)4COONaHOOC(CH2)4COOH 制备己二酸的装置示意图如图所示(加热和夹持装置等略)。 实验步骤： Ⅰ.己二酸的制备：连接好装置后，通过瓶口b慢慢滴加1.5 g环己醇至适量KMnO4和NaOH的混合溶液中，然后塞上带有温度计的胶塞，再用沸水浴加热数分钟。 Ⅱ.分离提纯：趁热过滤，收集滤液，用少量热水洗涤滤渣2次，合并滤液和洗涤液，边搅拌边滴加浓盐酸至溶液呈强酸性，小心加热蒸发浓缩至10 mL左右，在冷水浴中冷却，析出己二酸粗品。 回答下列问题： (1)写出仪器a的名称：________。 (2)将己二酸粗品提纯的方法是________(填字母)。 A．过滤 B．萃取 C．重结晶 D．蒸馏 (3)步骤Ⅱ中过滤时需要用到的玻璃仪器有玻璃棒、________、________。 (4)若制得纯己二酸的质量为1.5 g，则己二酸的产率为________。 22．化学上常用燃烧法确定有机化合物的组成。这种方法是在电炉加热时用纯氧氧化管内样品，根据产物质量确定有机化合物的组成。选用如图所示装置用燃烧法确定有机化合物的化学式。 回答下列问题： (1)若产生的氧气的流向按从左到右，所选择装置中各导管的连接顺序是______________(装置可重复利用)。 (2)在该实验中，多次用到A装置，A装置的作用分别为________________________ _________________________________________________________________________。 (3)D装置中MnO2的作用为_________________________________________________。 (4)E装置中CuO的作用为__________________________________________________。 (5)若准确称取9.0 g样品(只含有C、H、O三种元素中的两种或三种)经充分燃烧后，需要称重的A管质量增加13.2 g，B管质量增加5.4 g，则该有机化合物的实验式为______________。 (6)要确定该有机化合物的分子式，还要知道该有机化合物的___________________________。 23．某液态卤代烃RX(R是烷基，X是某种卤素原子)的密度是a g·cm－3。该RX可以跟稀碱发生水解反应生成ROH(能跟水互溶)和HX。为了测定RX的分子量，拟定的实验步骤如下：①准确量取该卤代烃b mL，放入锥形瓶中；②在锥形瓶中加入过量稀NaOH溶液，塞上带有长玻璃管的塞子，加热，发生反应；③反应完成后，冷却溶液，加稀HNO3酸化，滴加过量AgNO3溶液得到白色沉淀；④过滤、洗涤、干燥后称重，得到固体c g。 回答下列问题： (1)装置中长玻璃管的作用是__________________________________________________。 (2)步骤④中，洗涤的目的是为了除去沉淀上吸附的__________________(用离子表示)。 (3)该卤代烃中所含卤素的名称是____________，判断的依据是______________________ (4)该卤代烃的相对分子质量是__________________________________________(列出算式)。 (5)如果在步骤③中，加HNO3的量不足，没有将溶液酸化，则步骤④中测得的c值______(填字母)。 A．偏大 B．偏小 C．不变 D．无法确定 24．3,5-二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： ＋2CH3OH＋2H2O 甲醇、乙醚和3,5-二甲氧基苯酚的部分物理性质见下表： 物质 沸点/℃ 熔点/℃ 密度(20 ℃) /(g·cm－3) 溶解性 甲醇 64.7 — 0.791 5 易溶于水 乙醚 34.5 — 0.713 8 微溶于水 3,5-二甲氧基苯酚 — 33～36 — 易溶于甲醇、乙醚，微溶于水 (1)反应结束后，先分离出甲醇，再加入乙醚进行萃取。 ①分离出甲醇的操作是__________。 ②萃取用到的分液漏斗使用前需__________并洗净，分液时有机层在分液漏斗的________(填“上”或“下”)层。 (2)分离得到的有机层依次用饱和NaHCO3溶液、饱和食盐水、少量蒸馏水进行洗涤。用饱和NaHCO3溶液洗涤的目的是______________，用饱和食盐水洗涤的目的是______________。 (3)洗涤完成后，通过以下操作分离、提纯产物，正确的操作顺序是__________(填字母)。 a．蒸馏除去乙醚 b．重结晶 c．过滤除去干燥剂 d．加入无水CaCl2干燥 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $