1-2-1-有機(jī)物的分離、提純和確定實(shí)驗(yàn)式(作業(yè)檢測)(解析版)

第一章有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與研究方法第二節(jié)研究有機(jī)化合物的一般方法課時1有機(jī)物的分離、提純和確定實(shí)驗(yàn)式基礎(chǔ)鞏固1.現(xiàn)有一瓶A和B的混合液，已知A和B的某些性質(zhì)如下：物質(zhì)分子式熔點(diǎn)/℃沸點(diǎn)/℃密度/(g·cm－3)水溶性AC3H6O2－241410.99可溶BC4H8O2－84770.90可溶由此推知分離A和B的最佳方法是()A.萃取B.結(jié)晶C.蒸餾D.分液答案:C。解析：觀察表中數(shù)據(jù)，得知A、B兩種物質(zhì)都是有機(jī)物，都溶于水，不能用萃取或分液方法進(jìn)行分離；它們的熔點(diǎn)都比較低，常溫下為液體，不能用結(jié)晶方法析出；它們的沸點(diǎn)相差較大，故可以用蒸餾的方法將A、B分離。2.下列各項(xiàng)操作，錯誤的是()A.用酒精萃取溴水中的溴單質(zhì)的操作可選用分液漏斗，而后靜置分液B.進(jìn)行分液時，分液漏斗中的下層液體從下口流出，上層液體從上口倒出C.萃取、分液前需對分液漏斗進(jìn)行檢漏D.為保證分液漏斗內(nèi)的液體順利流出，需將上面的塞子拿下答案:A。解析：酒精易溶于水，與水不能分層，不能達(dá)到萃取的目的，A項(xiàng)錯誤。3.現(xiàn)有3組混合物：①乙酸乙酯和乙酸鈉溶液、②乙醇和丁醇、③溴化鈉和單質(zhì)溴的水溶液。分離以上各組混合物的正確方法依次是()A.分液法、萃取法、蒸餾法B.萃取法、蒸餾法、分液法C.分液法、蒸餾法、萃取法D.蒸餾法、萃取法、分液法答案:C。解析：乙酸乙酯和乙酸鈉溶液不互溶，可以用分液的方法將它們分離；乙醇和丁醇互溶但沸點(diǎn)不同，可用蒸餾的方法將它們分離；單質(zhì)溴易溶于有機(jī)溶劑，溴化鈉不溶于有機(jī)溶劑，可用萃取的方法將它們分離。4.將CH3CHO(易溶于水，沸點(diǎn)為20.8℃的液體)和CH3COOH分離的正確方法是()A.加熱蒸餾B.加入Na2CO3后，通過萃取的方法分離C.先加入燒堿溶液之后蒸出乙醛，再加入濃硫酸，蒸出乙酸D.和Na反應(yīng)后進(jìn)行分離答案:C。解析：乙醛、乙酸均為低沸點(diǎn)物質(zhì)，都易揮發(fā)，直接蒸餾得不到其純凈物，故分離前先將CH3COOH轉(zhuǎn)化為沸點(diǎn)高的CH3COONa。5.下列操作中選擇的儀器正確的是()①分離汽油和氯化鈉溶液②從含F(xiàn)e3＋的自來水中得到蒸餾水③分離氯化鉀和二氧化錳混合物④從食鹽水中提取溶質(zhì)A.①—丁、②—丙、③—甲、④—乙B.①—乙、②—丙、③—甲、④—丁C.①—丁、②—丙、③—乙、④—甲D.①—丙、②—乙、③—丁、④—甲答案:A。解析：①汽油和氯化鈉溶液不互溶，可用分液法分離；②從含F(xiàn)e3＋的自來水中得到蒸餾水，可利用蒸餾法；③氯化鉀易溶于水，二氧化錳難溶于水，可溶解后過濾分離；④從氯化鈉溶液中得到氯化鈉晶體，可蒸發(fā)結(jié)晶。6.下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)的說法錯誤的是()A.在蒸餾實(shí)驗(yàn)中，溫度計的水銀球位于支管口處是為了測出餾分的沸點(diǎn)B.用結(jié)晶法分離硝酸鉀和氯化鈉的混合物，用分液法分離水和二氯甲烷的混合物C.在重結(jié)晶的實(shí)驗(yàn)中，使用短頸漏斗趁熱過濾是為了減少被提純物質(zhì)的損失D.作為重結(jié)晶實(shí)驗(yàn)的溶劑，雜質(zhì)在此溶液中的溶解度受溫度影響應(yīng)該很大答案:D。解析：在重結(jié)晶實(shí)驗(yàn)中，要求被提純物和雜質(zhì)的溶解度隨溫度的變化相差很大，雜質(zhì)在此溶液中的溶解度受溫度影響不一定很大，故D錯誤。7.有A、B兩種烴，所含碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同。下列關(guān)于A和B的敘述正確的是()A.二者不可能是同系物B.二者一定是同分異構(gòu)體C.二者的最簡式相同D.1molA和1molB分別燃燒生成CO2的質(zhì)量一定相等答案:C。解析：A、B為兩種烴，含碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同，則含氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)也相同，則最簡式一定相同，可能是同系物，可能是同分異構(gòu)體，燃燒生成的CO2可能相同。8.將有機(jī)物完全燃燒，生成CO2和H2O。將12g該有機(jī)物的完全燃燒產(chǎn)物通過濃硫酸，濃硫酸增重14.4g，再通過堿石灰，堿石灰增重26.4g。則該有機(jī)物的分子式為()A.C4H10 B.C2H6OC.C3H8O D.C2H4O2答案:C。解析：n(H2O)＝eq\f(14.4g,18g/mol)＝0.8mol，n(CO2)＝eq\f(26.4g,44g/mol)＝0.6mol。有機(jī)物中氧元素的物質(zhì)的量為eq\f(12g－0.6mol×12g/mol－0.8mol×2×1g/mol,16g/mol)＝0.2mol。則n(C)∶n(H)∶n(O)＝0.6∶(0.8×2)∶0.2＝3∶8∶1。故有機(jī)物的分子式為C3H8O。9.現(xiàn)擬分離乙酸乙酯、乙酸和乙醇的混合物，下圖是分離操作步驟流程圖。已知各物質(zhì)的沸點(diǎn)：乙酸乙酯77.1℃、乙醇78.5℃、乙酸118℃。請回答下列問題：(1)試劑(a)為__________，試劑(b)為__________。(2)圖中的分離方法分別是：①__________；②__________；③__________。(3)寫出下列有機(jī)物的化學(xué)式：A__________；B__________；C__________；D__________；E__________。答案：(1)飽和Na2CO3溶液硫酸(2)分液蒸餾蒸餾(3)CH3COOCH2CH3CH3CH2OH、CH3COONaCH3COONaCH3COOHCH3CH2OH解析：乙酸乙酯不溶于水，而乙酸、乙醇均易溶于水，故可先加飽和Na2CO3溶液分液分離出乙酸乙酯。余下的CH3COONa和乙醇，用蒸餾法蒸出乙醇，最后將CH3COONa轉(zhuǎn)化為乙酸，再蒸餾即可得到CH3COOH。能力提升10．為提純下列物質(zhì)，除雜藥品和分離方法都正確的是被提純的物質(zhì)（雜質(zhì)）除雜藥品分離方法A乙醇（乙酸）NaOH溶液分液BKBr溶液（KI）氯水、萃取、分液C氯化鋁溶液（氯化鐵）氨水過濾DCO2（SO2）飽和溶液洗氣【答案】D【解析】A．氫氧化鈉溶液除去乙酸后仍然是水溶液，乙醇溶于水，無法通過分液分離出去，A錯誤；B．溴化鉀溶液和碘化鉀溶液都能與氯水反應(yīng)，則不能用氯水、四氯化碳除去溴化鉀溶液中混有的碘化鉀，B錯誤；C．氯化鋁溶液和氯化鐵溶液都能與氨水反應(yīng)生成氫氧化物的沉淀，則不能用氨水除去氯化鋁溶液中混有的氯化鐵，C錯誤；D．混合氣體通過飽和碳酸氫鈉溶液時，二氧化硫氣體易溶于水，并與水反應(yīng)而被溶液吸收除去，D正確；答案選D。11．關(guān)于苯甲酸的重結(jié)晶實(shí)驗(yàn)，其結(jié)論或解釋錯誤的是選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論或解釋A常溫溶解苯甲酸幾乎不溶苯甲酸常溫下難溶于水B加熱溶解苯甲酸完全溶解升高溫度，苯甲酸在水中的溶解度增大C趁熱過濾過濾時伴有晶體析出此晶體為雜質(zhì)D冷卻結(jié)晶，濾出晶體針狀晶體針狀晶體為苯甲酸【答案】C【解析】A．常溫下，苯甲酸在水中的溶解度較小，所以常溫溶解時，苯甲酸幾乎不溶解，A正確；B．由加熱條件下苯甲酸完全溶解，可知苯甲酸在水中的溶解度隨溫度的升高而增大，B正確；C．過濾時，漏斗的溫度低，所以與漏斗接觸的溶液的溫度降低析出苯甲酸，即過濾時析出的晶體為苯甲酸，C錯誤；D．冷卻苯甲酸的濃溶液，會析出苯甲酸晶體，所以冷卻結(jié)晶時，溶液中析出的針狀晶體是苯甲酸，D正確。故選C。12．有機(jī)物分子式的確定常采用燃燒法，其操作如下：在電爐加熱下用純氧氣氧化管內(nèi)樣品，根據(jù)產(chǎn)物的質(zhì)量確定有機(jī)物的組成。如圖所示是用燃燒法測定有機(jī)物分子式常用的裝置，其中A管裝堿石灰，B管裝無水CaCl2。下列說法錯誤的是A．如果A管和B管質(zhì)量均增加，不能說明有機(jī)物含有C、H、O三種元素B．各裝置導(dǎo)管口的連接順序是g?e?f?h?i?a?b?c?dC．裝置C中裝有濃硫酸，分液漏斗E中可以裝H2O2D．如果將氧化銅網(wǎng)去掉，A管增加的質(zhì)量將減小【答案】B【解析】D中反應(yīng)產(chǎn)生氧氣，從C中出來純凈而干燥的氧氣進(jìn)入反應(yīng)器和樣品發(fā)生反應(yīng)，氧化銅網(wǎng)是保證樣品完全氧化，氯化鈣固體只能吸收水，堿石灰既能吸收水又能吸收二氧化碳，應(yīng)先用B中氯化鈣吸收反應(yīng)生成的水，再用A中堿石灰吸收反應(yīng)生成的二氧化碳。A．如果A管和B管質(zhì)量均增加，這說明反應(yīng)中生成了水蒸氣和二氧化碳，按元素質(zhì)量守恒，有機(jī)物中一定有碳和氫可能有氧元素，即不能說明有機(jī)物含有C、H、O三種元素，A正確；B．據(jù)分析，各裝置導(dǎo)管口的連接順序是g?e?f?h?i?c?d?a?b，B錯誤；C．裝置C中裝有濃硫酸，分液漏斗E中可以裝H2O2，此時D中可以加二氧化錳，則D中能產(chǎn)生氧氣，經(jīng)濃硫酸干燥后從C中出來純凈而干燥的氧氣，C正確；D．如果將氧化銅網(wǎng)去掉，則有機(jī)物有可能部分被氧化為一氧化碳，一氧化碳不能被堿石灰吸收，A管增加的質(zhì)量將減小，D正確；答案選B。13．為了測定有機(jī)物M的分子式，取與置于一密閉容器中燃燒，定性實(shí)驗(yàn)表明產(chǎn)物是、和水蒸氣，測得的有關(guān)數(shù)據(jù)如下（箭頭表示氣流的方向，實(shí)驗(yàn)前系統(tǒng)內(nèi)的空氣已排盡），該有機(jī)物M的分子式可能為A． B． C． D．【答案】C【解析】燃燒產(chǎn)物通入到濃硫酸中增重3.6g即水的質(zhì)量為3.6g，物質(zhì)的量為0.2mol，通入到濃氫氧化鈉溶液中，增重4.4g即二氧化碳質(zhì)量為4.4g，物質(zhì)的量為0.1mol，通入濃硫酸中干燥，根據(jù)CO＋CuOCO2＋Cu，灼熱氧化銅質(zhì)量減少0.8g即CuO物質(zhì)的量為0.05mol，則CO物質(zhì)的量為0.05mol，則m(C)=0.15mol×12g?mol?1＝1.8g，m(H)=0.4mol×1g?mol?1＝0.4g，則m(O)=4.6g?1.8g?0.4g=2.4g，則氧原子物質(zhì)的量，因此n(C)∶n(H)∶n(O)=0.15mol∶0.4mol∶0.15mol=3∶8∶3，故選項(xiàng)C符合題意。答案選C。14.甲醛在醫(yī)藥、染料、香料等行業(yè)中都有著廣泛的應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)室通過下圖所示的流程由甲苯氧化制備苯甲醛，試回答下列問題：(1)Mn2O3氧化甲苯的反應(yīng)需要不斷攪拌，攪拌的作用是____________________________。(2)甲苯經(jīng)氧化后得到的混合物通過結(jié)晶、過濾進(jìn)行分離，該過程中需將混合物冷卻，其目的是____________________________。(3)實(shí)驗(yàn)過程中，可循環(huán)使用的物質(zhì)有____________________________。(4)實(shí)驗(yàn)中分離甲苯和苯甲醛采用的操作Ⅰ是__________________，其原理是________________________________________________________________________。答案：(1)使反應(yīng)物充分接觸，加快反應(yīng)速率(2)降低MnSO4的溶解度(3)稀硫酸、甲苯(4)蒸餾利用甲苯和苯甲醛的沸點(diǎn)差異使二者分離解析：(1)固體Mn2O3與液態(tài)的甲苯反應(yīng)，接觸面積小，反應(yīng)速率慢，攪拌可以使Mn2O3和甲苯充分接觸，加快反應(yīng)速率。(2)從流程圖可以看出，反應(yīng)后的混合物中含有硫酸錳、苯甲醛等。“結(jié)晶過濾”可得晶體硫酸錳，將混合物降溫是為了降低硫酸錳的溶解度，使其從溶液中結(jié)晶析出。(3)由流程圖中箭頭的指向可以直接看出參與循環(huán)的物質(zhì)是稀硫酸和甲苯。(4)由制備原理可知，甲苯和苯甲醛是相互溶解的有機(jī)物，所以油層含有的物質(zhì)為苯甲醛和未被氧化的甲苯，要使它們分離，只能用蒸餾的方法。15．我國科學(xué)家屠呦呦因青蒿素研究獲得諾貝爾獎，青蒿素是從傳統(tǒng)藥材中發(fā)現(xiàn)的能治療瘧疾的有機(jī)化合物。現(xiàn)某實(shí)驗(yàn)小組擬提取青蒿素。青蒿素為無色針狀晶體，熔點(diǎn)為156~157℃，易溶于丙酮、氯仿和乙醚，在水中幾乎不溶。I．實(shí)驗(yàn)室流程如圖所示：（1）在操作I前要對青蒿進(jìn)行粉碎，其目的是_______，操作II的名稱是_______。（2）操作III進(jìn)行的是重結(jié)晶，其操作步驟為加熱溶解→_______→_______→過濾、洗滌、干燥。II．已知青蒿素是一種僅含有C、H、O三種元素的化合物，為進(jìn)一步確定其化學(xué)式，進(jìn)行了如圖實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)步驟：①連接裝置，檢查裝置氣密性；②稱量E、F中儀器及藥品的質(zhì)量；③取14.10g青蒿素放入C的硬質(zhì)玻璃管中，點(diǎn)燃C、D中的酒精燈加熱，充分反應(yīng)；④實(shí)驗(yàn)結(jié)束后冷卻至室溫，稱量反應(yīng)后E、F中儀器及藥品的質(zhì)量。（3）裝置E、F應(yīng)分別裝入的藥品為_______、_______。（4）實(shí)驗(yàn)測得：裝置實(shí)驗(yàn)前實(shí)驗(yàn)后E54.00g63.90gF80.00g113.00g通過質(zhì)譜法測得青蒿素的相對分子質(zhì)量為282，結(jié)合上述數(shù)據(jù)，得出青蒿素的分子式為_______。（5）若使用上述方法會產(chǎn)生較大實(shí)驗(yàn)誤差，你的改進(jìn)方法是_______。【答案】（1）增大青蒿與乙醚的接觸面積，提高浸取率

蒸餾（2）趁熱過濾

冷卻結(jié)晶（3）無水氯化鈣（或五氧化二磷）

堿石灰（4）C15H22O5（5）在裝置C的左側(cè)增加除去空氣中二氧化碳、水蒸氣的除雜裝置，同時在裝置F右側(cè)增加防止空氣中二氧化碳、水蒸氣進(jìn)入裝置F的裝置【解析】I．利用青蒿素在有機(jī)溶劑中的溶解性，選擇適當(dāng)有機(jī)溶劑從原料中萃取青蒿素，并最終通過蒸餾提純青蒿素；II．利用充分燃燒青蒿素并定量測定生成的水蒸氣和CO2，從而計算青蒿素的分子式。（1）粉碎原材料，增大反應(yīng)物的接觸面積，有利于萃取劑充分接觸原材料，更快更徹底的萃取青蒿素，因此對青蒿進(jìn)行粉碎的目的是增大青蒿與乙醚的接觸面積，提高浸取率；青蒿素與乙醚互溶，可采用蒸餾的