内容正文:
课时测评3 有机化合物的分离、提纯
(时间:40分钟 满分:60分)
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
(1-10题,每题5分,共50分)
题点一 物质分离的基本操作
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。
2.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.蒸馏烧瓶不用垫陶土网,可直接加热
答案:D
解析:A项,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项,温度计水银球应在蒸馏烧瓶支管口处,目的是测量蒸气温度,正确;C项,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项,蒸馏烧瓶不能直接加热,需要垫陶土网,错误。
3.关于苯甲酸的重结晶实验,其结论或解释错误的是( )
选项
实验步骤
实验现象
结论或解释
A
常温溶解
苯甲酸几乎不溶
苯甲酸常温下难溶于水
B
加热溶解
苯甲酸完全溶解
升高温度,苯甲酸在水中的溶解度增大
C
趁热过滤
过滤时伴有晶体析出
此晶体为杂质
D
冷却结晶,滤出晶体
针状晶体
针状晶体为苯甲酸
答案:C
解析:常温下,苯甲酸在水中的溶解度较小,所以常温溶解时,苯甲酸几乎不溶解,A正确;由加热条件下苯甲酸完全溶解,可知苯甲酸在水中的溶解度随温度的升高而增大,B正确;过滤时,漏斗的温度低,所以与漏斗接触的溶液的温度降低析出苯甲酸,即过滤时析出的晶体为苯甲酸,C错误;冷却苯甲酸的浓溶液,会析出苯甲酸晶体,所以冷却结晶时,溶液中析出的针状晶体是苯甲酸,D正确。
4.以下关于萃取、分液操作的叙述中,正确的是( )
A.把混合液体转移至分液漏斗,塞上玻璃塞,如图用力振荡
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将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:为使液体混合均匀,一只手顶住玻璃塞,一只手握住活塞,使分液漏斗倒转过来振荡,不能用力振荡,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;液体混合均匀后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的玻璃塞打开或使玻璃塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔,打开活塞,待下层液体完全流尽时,关闭活塞后再从上口倒出上层液体,D正确。
题点二 混合物分离方法的选择
5.已知:两种有机物甲和乙可以互溶,有关性质如下表:
相对密度(20 ℃)
熔点
沸点
溶解性
甲
0.789 3
-117.3 ℃
78.5 ℃
与水以任意比混溶
乙
0.713 7
-116.6 ℃
34.5 ℃
不溶于水
若要除去甲中混有的少量乙,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
解析:根据表格信息,互溶的有机物甲和乙沸点差异较大,且乙的沸点低,可以采用蒸馏的方法除去甲中混有的少量乙,故答案选A。
6.现有三组混合液:(1)乙酸乙酯和乙酸钠;(2)提纯苯甲酸;(3)溴化钠和单质溴的水溶液,分离以上各混合液的正确方法依次是( )
A.分液、重结晶、蒸馏 B.萃取、重结晶、蒸馏
C.萃取、蒸馏、分液 D.分液、重结晶、萃取
答案:D
解析:(1)乙酸乙酯不溶于水,乙酸钠溶于水,可用分液的方法分离;(2)提纯粗苯甲酸用重结晶法,主要步骤为:加热溶解,趁热过滤,冷却结晶,过滤,洗涤;(3)向溴化钠和单质溴的水溶液中加入萃取剂四氯化碳后,溴单质会溶解在四氯化碳中,四氯化碳和水互不相溶而分层,然后分液即可实现二者的分离。
7.(2024·北京石景山高二期末)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溶液后,通过萃取的方法分离
C.加入烧碱溶液之后蒸出乙醛,再加入稀硫酸,蒸出乙酸
D.和Na反应后进行分离
答案:C
解析:乙醛、乙酸均易挥发,直接蒸馏得不到纯净物,A不符合题意;乙酸与碳酸钠溶液反应后,与乙醛混溶,不能萃取分离,B不符合题意;先加入烧碱溶液,乙酸与NaOH反应生成的乙酸钠与乙醛的沸点差异较大,蒸馏时先蒸出乙醛,再加入稀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;乙酸与Na反应生成乙酸钠,分离混合物后应再使乙酸钠转化为乙酸,D不符合题意。
8.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,操作为蒸发结晶,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,从有机层溶液中得到甲苯,采取蒸馏操作,需要用到蒸馏装置,故D正确。
9.在一定条件下,萘可与浓硝酸、浓硫酸两种混酸反应生成二硝基化合物,它是1,5-二硝基萘和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物质分离。在上述硝化产物中加入适量的98.3%硫酸,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.对所得的滤液蒸发浓缩、冷却结晶
B.向滤液中缓缓加入水后过滤
C.将滤液缓缓加入水中后过滤
D.向滤液中缓缓加入Na2CO3溶液后过滤
答案:C
解析:滤液中有浓硫酸和1,8-二硝基萘,浓硫酸可溶于水,而1,8-二硝基萘不溶于水,可将滤液注入水中(相当于浓硫酸的稀释),然后过滤即可。
10.(2025·江苏沭阳高二检测)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( )
环己烯粗品有机相
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
解析: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;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;环己烯密度为0.823 g/cm3,其密度小于水的,所以萃取后有机相在上层,从分液漏斗上口倒出,C正确;操作a为蒸馏,用到的仪器有酒精灯、直形冷凝管、尾接管、温度计等,D错误。
11.(10分)己二酸主要用于生产尼龙66、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 。
答案:(1)直形冷凝管 (2)C (3)烧杯 漏斗 (4)68.5%
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。(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%。
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