2020学年高二化学人教版选修5练习 (14) 8页

第四节　研究有机化合物的一般步骤和方 法 第 1 课时　有机化合物的分离、提纯 课后篇巩固提升 基础巩固 1.下列各组混合物能用分液漏斗进行分离的是(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　 A.四氯化碳和碘 B.苯和甲苯 C.溴苯和水 D.乙醇和乙酸 解析题中四氯化碳和碘、苯和甲苯、乙醇和乙酸混溶,溶液不分层,不能用分液的方法分离,而溴苯不 溶于水,液体分层,可用分液漏斗分离,C 项正确。 答案 C 2.下列物质的提纯,属于重结晶法的是(　　) A.除去工业酒精中含有的少量水 B.提纯苯甲酸 C.从碘水中提纯碘 D.除去硝基苯中含有的少量 Br2 解析含杂质的工业酒精,乙醇是被提纯的物质,液体的提纯常用蒸馏的方法,即工业酒精可用蒸馏的方 法提纯,A 错误;苯甲酸为无色、无味片状晶体,含杂质的粗苯甲酸因制备苯甲酸的方法不同所含的杂 质不同,均可采用溶解→加入氢氧化钠溶液→过滤→加适量稀盐酸→冰水冷却→过滤→重结晶→纯 苯甲酸,B 正确;碘是固态的物质,在不同溶剂中的溶解度不同,碘易溶于四氯化碳或苯,难溶于水,从碘 水中提取碘单质,可以加入四氯化碳萃取,不适合用重结晶的方法,C 错误;Br2 易溶于硝基苯中,提纯的 方法是向混合物中加入足量 NaOH 溶液,生成溴化钠和次溴酸钠,溶于水,但硝基苯不溶于水,然后用 分液的方法分离,取上层液体得纯净的硝基苯,所以提纯硝基苯不适合用重结晶法,D 错误。 答案 B 3.化学家从有机反应 RH+Cl2(g) RCl(l)+HCl(g)中受到启发,提出的在农药和有机合成工业中可获 得副产品的设想已成为事实,试指出从上述反应产物中分离得到盐酸的最佳方法是(　　) A.水洗分液法 B.蒸馏法 C.升华法 D.有机溶剂萃取法 解析利用 HCl 极易溶于水,而有机物一般难溶于水的特征,采用水洗分液法得到盐酸是最简便易行的 方法。 答案 A 4.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 解析操作 A 是用有机溶剂浸泡,该过程属于萃取;有机溶剂与油脂的混合物则需用蒸馏的方法分离。 答案 B 5.下列物质中各含有少量的杂质,能用饱和碳酸钠溶液并借助于分液漏斗除去杂质的是(　　) A.苯中含有少量甲苯 B.乙醇中含有少量乙酸 C.溴苯中含有少量苯 D.乙酸乙酯中含有少量的乙酸 解析乙酸乙酯不溶于水且在饱和 Na2CO3 溶液中溶解度降低,而乙酸可与 Na2CO3 溶液反应从而进入 水层,可用分液法分离。 答案 D 6.将 CH3CHO(易溶于水,沸点为 20.8 ℃的易挥发性液体)和 CH3COOH 分离的最佳方法是(　　) A.加热蒸馏 B.加入 Na2CO3 后,通过萃取的方法分离 C.加入烧碱溶液之后蒸出乙醛,再加入硫酸,蒸出乙酸 D.和 Na 反应后进行分离 解析乙酸可与烧碱溶液反应生成沸点较高的乙酸钠,利用 C 选项的方法分离效果更好。 答案 C 7.下列是除去括号内杂质的有关操作,其中正确的是(　　) A.分离苯和己烷—分液 B.NO(NO2)—通过水洗、干燥后,用向下排气法收集 C.乙烷(乙烯)—让气体通过盛高锰酸钾酸性溶液的洗气瓶 D.乙醇(乙酸)—加足量 NaOH 溶液,蒸馏 解析 A 项中苯和己烷互溶,无法用分液法进行分离;B 项中 NO 不能用排空气法收集;C 项中乙烯能被 KMnO4 酸性溶液氧化为 CO2,因此除去原杂质的同时又会引进新杂质;D 项中将乙酸转化为难挥发的 盐,然后采用蒸馏法将乙醇提纯。 答案 D 8.如果你家里的食用花生油不小心混入了大量的水,利用你所学的知识,最简便的分离方法是(　　) 答案 B 9.下列物质中的杂质(括号中是杂质)分别可以用什么方法除去。 ①壬烷(己烷)　　　　　。 ②乙酸乙酯(乙醇)　　　　　　　　　　。 ③甲烷(乙烯)　　　　　。 ④CO2(HCl)　　　　　。 答案①蒸馏　②饱和 Na2CO3 溶液,分液　③利用溴水洗气　④利用饱和 NaHCO3 溶液洗气 10.甲醛在医药、染料、香料等行业中都有着广泛的应用。实验室通过下图所示的流程,利用甲苯氧 化法制备苯甲醛,试回答下列问题。 (1)Mn2O3 氧化甲苯的反应需要不断搅拌,搅拌的作用是　。 (2)甲苯经氧化后得到的混合物通过结晶、过滤进行分离,该过程中需将混合物冷却,其目的 是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)实验过程中,可循环使用的物质有　　　　　　、　　　　　　　。 (4)实验中分离甲苯和苯甲醛采用的操作Ⅰ是　　　,其原理 是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 解析(1)固体 Mn2O3 与液态的甲苯反应,接触面积小,反应速率小,搅拌可以使 Mn2O3 和甲苯充分接触, 增大反应速率。(2)从流程图可以看出,反应后的混合物中含有硫酸锰、苯甲醛等。“结晶、过滤”可 得硫酸锰晶体,将混合物降温是为了降低硫酸锰的溶解度,使其从溶液中结晶析出。(3)由流程图中箭 头的指向可以看出参与循环的物质是稀硫酸和甲苯。(4)甲苯和苯甲醛互溶,油层含有的物质为苯甲 醛和未被氧化的甲苯,要使它们分离,可以用蒸馏的方法。 答案(1)使反应物充分接触,增大反应速率 (2)降低 MnSO4 的溶解度　(3)稀硫酸　甲苯 (4)蒸馏　利用甲苯和苯甲醛的沸点差异使二者分离 能力提升 11.下列关于物质分离、提纯实验的操作或做法,正确的是(　　) A.在组装蒸馏装置时,温度计的水银球应伸入液面以下 B.用苯萃取溴水中的溴单质时,有机层应从下口放出 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蒸馏水 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 解析在组装蒸馏装置时,温度计的水银球应放在蒸馏烧瓶的支管口处,A 不正确;用苯萃取溴水中的溴 单质时,苯的密度比水小,应从上口倒出,B 不正确;在苯甲酸重结晶实验中,为了减少过滤过程中损失 苯甲酸,一般要加入少量的蒸馏水,趁热过滤,C 正确,D 不正确。 答案 C 12.下列除去括号内杂质的有关操作正确的是(　　) ①CO2(SO2):饱和 NaHCO3 溶液,洗气 ②KCl(AlCl3):氨水,过滤 ③乙酸乙酯(乙酸):乙醇和浓硫酸 ④水(碘):酒精,萃取分液 ⑤苯(甲苯):蒸馏 A.①②③ B.①⑤ C.②④ D.③④⑤ 解析①除去 CO2 中的 SO2 可用饱和 NaHCO3 溶液洗气,也可以通过 KMnO4 酸性溶液洗气。② NH3·H2O 能够与 Al3+反应生成沉淀,但会引入 NH4Cl 新杂质。③乙醇和乙酸的反应为可逆反应。④ 酒精和水互溶。⑤可利用苯和甲苯的沸点差异采用蒸馏的方法除去混在苯中的甲苯。 答案 B 13.现有三组混合溶液:①乙酸乙酯和乙酸钠溶液 ②丁醇和乙醇　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是(　　) A.分液、萃取、蒸馏 B.萃取、蒸馏、分液 C.分液、蒸馏、萃取 D.蒸馏、萃取、分液 解析乙酸乙酯难溶于水,乙酸钠易溶于水,采取分液的方法将两者分开;乙醇和丁醇互溶,不能用分液 的方法分离,但两者的沸点相差较大,可采用蒸馏法分离;溴在有机溶剂中的溶解度比在水中的溶解度 大得多,采用萃取法将溴从水中萃取出来,从而达到与溴化钠分离的目的。 答案 C 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 解析步骤(1)的操作应为过滤,需要过滤装置;步骤(2)分液得到水层和有机层,需用到分液漏斗;步骤(3) 的操作为蒸发结晶,需用蒸发皿而不是坩埚;步骤(4)从有机层中分离出甲苯需用蒸馏的方法。 答案 C 15.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: 溶解性 名称 性状 熔点 (℃) 沸点 (℃) 相对密 度 (ρ 水= 1 g·cm- 3) 水 乙 醇 甲苯 无色液体, 易燃易挥 发 -95 110.60.866 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 122.1249 1.265 9 微 溶 易 溶 针状晶体 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。实验时先在三颈瓶中加入 0.5 g 固态难溶性催化剂,再加入 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=2 d.加入适量碳酸氢钠溶液混合振荡 解析(1)仪器 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 +2H2O2 +3H2O 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=2,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,影响产量 (4)过滤　蒸馏　(5)dacb