课时作业6 有机物的分离和提纯
时间：60分钟 分值：100分
班级：________ 姓名：________
一、选择题(每小题5分，共55分)
1．已知氯仿(CHCl3)通常是无色液体，不溶于水，密度约为水的1.5倍，沸点为61.2℃。要从水与氯仿的混合物中分离出氯仿，下列方法最合适的是( )
A．蒸馏 B．分液
C．重结晶 D．蒸发
解析：因为氯仿和水互不相溶，所以采取分液的方法是最简单的。
答案：B
2．下列各项操作中，有错误的是( )
A．萃取、分液前需对分液漏斗检漏
B．进行分液时，分液漏斗中的下层液体，从下端流出，上层则从上口倒出
C．用酒精萃取溴水中的溴单质的操作可选用分液漏斗，而后静置分液
D．为保证分液漏斗内的液体顺利流出，需将上面的塞子拿下
解析：酒精和水互溶。
答案：C
3．用括号内的试剂除去下列各物质中的少量杂质，其中正确的是( )
A．溴乙烷中的乙醇(H2O)
B．苯中的甲苯(Br2水)
C．乙醇中的水(新制生石灰)
D．乙醇中的乙二醇(H2O)
解析：A不正确，溴乙烷和乙醇相互溶解，水与乙醇又相互溶解，所以无法除杂质；B不正确，Br2在苯中和甲苯中均溶解；D不正确，乙醇和乙二醇与水均相互溶解。
答案：C
4．下列除杂质的方法不可行的是( )
A．用过量氨水除去Al3＋溶液中的少量Fe3＋
B．将混合气体通过灼热的铜网除去N2中的少量O2
C．用新制的生石灰，通过加热蒸馏，以除去乙醇中的少量水
D．用盐酸除去AgCl中少量的Ag2CO3
解析：在Al3＋、Fe3＋的混合溶液中加入过量氨水，生成Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀，不能将Al3＋、Fe3＋分离；N2、O2的混合气体通过灼热的铜网，发生反应2Cu＋O2===2CuO，O2被除去；乙醇中含有的少量水不能直接用蒸馏的方法除去，应先加入CaO再蒸馏；在AgCl、Ag2CO3混合物中加入HCl，发生反应Ag2CO3＋2HCl===2AgCl＋H2O＋CO2↑，经过滤可得纯净的AgCl。
答案：A
5．下列混合物的分离方法不可行的是( )
A．互溶的液态混合物可用分液的方法分离
B．互不相溶的液态混合物可用分液的方法分离
C．沸点不同的液态混合物可用蒸馏的方法分离
D．氯化钠和氧化铜形成的混合物可以按溶解、过滤、蒸发的顺序分离
解析：A互溶的液态混合物可用蒸馏的方法分离。
答案：A
6．可以用分液漏斗分离的一组液体混合物是( )
A．溴和四氯化碳 B．苯和溴苯
C．汽油和苯 D．硝基苯和水
解析：可以用分液漏斗分离的物质必须是互不相溶的液态混合物，A、B、C三组物质均是相互溶解的液态物质，所以不能用分液漏斗分离，D选项二者不溶，可以用分液漏斗分离。
答案：D
7．欲从混合物中分离出其中的一种成分，下列采取的分离方法中正确的是( )
A．由于碘在酒精中的溶解度大，所以可用酒精萃取碘水中的碘
B．水的沸点为100℃，酒精的沸点为78.5℃，所以可用加热蒸馏法使含水酒精变为无水酒精
C．由于胶粒的直径比离子大，所以当淀粉中混有碘化钾时可用渗析法分离
D．NaCl的溶解度随温度的下降而减小，所以可用冷却法从热的含少量KNO3的NaCl浓溶液中分离得到纯净的NaCl
解析：从碘水中萃取碘，不能选用酒精做萃取剂，原因是酒精与水可以任意比互溶，应选择与水互不相溶的溶剂做萃取剂，如苯、CCl4等；若要制取无水酒精时，不能用直接加热蒸馏含水酒精的方法，应加入CaO后蒸馏；淀粉溶液属于胶体，淀粉与KI溶液可以用渗析法进行分离；NaCl的溶解度随温度的变化不明显。
答案：C
8．(双选)下列有关实验的说法中错误的是( )
A．在蒸馏的实验中，温度计的水银球位于支管口处是为了测出馏分的沸点
B．用直接蒸馏的方法可以得到无水乙醇
C．在重结晶的实验中，使用短颈漏斗趁热过滤是为了减少被提纯物质的损失
D．作为重结晶实验的溶剂，杂质在此溶剂中的溶解度受温度影响应该很大
解析：温度计水银球的位置由其作用决定，在蒸馏实验中，温度计就是为了测出馏分的沸点，故其水银球应位于蒸馏烧瓶支管口处，A正确；制无水乙醇时应先加生石灰再进行蒸馏，B错误；在重结晶的实验中，被提纯的物质在溶剂中的溶解度，受温度的影响较大，为减少其损失，应趁热过滤，故C正确，D错误。
答案：BD
9．在一定条件下，萘可以被硝酸、硫酸的混合酸硝化生成二硝基物，它是1,5－二硝基萘(，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异构体分离，将上述硝化产物加入适量的98%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．蒸发浓缩结晶
B．向滤液中加水后过滤
C．用碳酸钠溶液处理滤液
D．将滤液缓缓加入水中并过滤
解析：1,5－二硝基萘不溶于浓硫酸，所以用耐酸漏斗过滤，可以将1,5－二硝基萘分离出去；滤液中有溶于浓硫酸的1,8－二硝基萘，但1,8－二硝基萘不溶于水，将滤液缓缓加入水中并过滤，便可将1,8－二硝基萘过滤出来。
答案：D
10．下列实验中，不能达到预期目的的是( )
①用升华法分离碘和氯化铵的混合物 ②用结晶法分离硝酸钾和氯化钠的混合物 ③用分液法分离水和硝基苯的混合物 ④用蒸馏法分离乙醇(沸点为78.5 ℃)和乙酸乙酯(沸点为77.5 ℃)的混合物
A．①④ B．②③
C．③④ D．②④
解析：①中NH4Cl受热易分解；④中二者的沸点十分相近，不能用蒸馏法。
答案：A
11．下列分离方法不合理的是( )
A．从石油中得到汽油，可用蒸馏的方法
B．提取溴水中的溴，可用加入乙醇萃取的方法
C．只含有泥沙的粗盐，可通过溶解、过滤、结晶的方法提纯
D．除FeCl2溶液中的少量FeCl3，可用加入足量铁屑过滤的方法
解析：乙醇与水互溶，不能作溴水中溴的萃取剂，可以选择CCl4，故正确答案为B。
答案：B
二、简答题(共45分)
12．(6分)回答下列问题：
(1)分离沸点不同但又互溶的液体有机混合物的常用方法是________，实验中必不可少的玻璃仪器是________。
(2)在分液漏斗中用一种有机溶剂提取水溶液中某物质时，静置分层后，如果不知道哪一层液体是“水层”，试设计一种简便的判断方法：_______________________________________________________。
解析：本题考查混合物的分离方法及仪器的选择，应从题设所给的“题眼”进行判断，如“沸点不同的有机混合物”往往用蒸馏法。
答案：(1)蒸馏法 酒精灯、蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、牛角管、锥形瓶
(2)利用该有机溶剂和水互不相溶的性质，将下层液体放出少许于盛有少量蒸馏水的试管中，若液体分层，则下层为“油层”，若不分层，则下层为“水层”。
13．(16分)可用于分离或提纯的方法有：①分液；②盐析；③过滤；④重结晶；⑤升华；⑥渗析；⑦萃取；⑧加热分解；⑨蒸馏或分馏。
(1)除去Ca(OH)2溶液中悬浮的CaCO3颗粒____________；
(2)除去Fe(OH)3胶体中混有的Cl－____________；
(3)除去乙醇中溶解的少量食盐____________；
(4)分离石油中各种不同沸点范围的成分____________；
(5)除去固体碘中的少量碘化钠____________；
(6)除去氧化钙中的碳酸钙____________；
(7)将苯和乙醚的混合物分离____________；
(8)从溴苯和水中分离出溴苯____________。
答案：(1)③ (2)⑥ (3)⑨ (4)⑨ (5)⑤ (6)⑧
(7)⑨ (8)①
14．(8分)有A、B两种有机液体的混合物，如果A、B互溶，且相互不发生化学反应，在常压下，A的沸点为35℃，B的沸点为200℃。回答以下问题：
(1)用蒸馏方法分离和提纯该混合物，必不可少的玻璃仪器和用品是________________________________。
(2)如果加热升温后，第3min至10min收集第一个馏分，第15min至25min收集第二个馏分。请在上面的方格纸中画出蒸馏法分离提纯该混合液的温度与时间关系的示意图。
答案：(1)蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、锥形瓶(或答其他合理的玻璃仪器，但不得用大口容器)、沸石(或答碎瓷片)；(2)如图所示。
15．(15分)将下图中所列仪器组装为一套实验室蒸馏石油的装置，并进行蒸馏，得到汽油和煤油。
(1)图中A、B、C三种仪器的名称是_________________________
__________________________________________________________。
(2)将以下(一)～(六)中的仪器，用字母a、b、c……表示连接顺序：e接( )；( )接( )；( )接( )；( )接( )；( )接( )。
(3)A仪器中c口用于________，d口用于________。
(4)蒸馏时，温度计水银球应处在________位置。
(5)在B中注入原油后，加几片碎瓷片的目的是________________
______________________________________________________________________________________________________________________。
(6)给B加热，收集到沸点为60 ℃～150 ℃间的馏分是________，收集到沸点为150 ℃～300 ℃间的馏分是________。
解析：冷凝管中冷凝水的流向应是“下进上出”，因为这样可使冷凝水充满整个冷凝管，达到最佳的冷凝效果。由于测定的温度是蒸气的温度，故温度计的水银球应位于支管口处。加热蒸馏时液体会暴沸，为了防止出现这种现象，我们通常在反应容器中加入几片碎瓷片。
答案：(1)冷凝管、蒸馏烧瓶、锥形瓶
(2)i；h；a；k；l；b；f；g；m (3)进水 出水
(4)蒸馏烧瓶支管口处 (5)防止液体暴沸 (6)汽油 煤油
课时作业7 元素分析和相对分子质量的测定
时间：60分钟 分值：100分
班级：________ 姓名：________
一、选择题(每小题5分，共55分)
1．用核磁共振仪对分子式为C3H8O的有机物进行分析，核磁共振氢谱有三个峰，峰面积之比是1:1:6，则该化合物的结构简式为( )
C．CH3CH2CH2OH
D．C3H7OH
解析：三个峰说明有三种不同化学环境的氢原子，且个数比为1:1:6，只有B项符合。D项结构不明，是分子式而不是结构简式。
答案：B
2．某化合物的结构(键线式)及球棍模型如下：
该有机分子的核磁共振波谱图如下(单位是ppm)：
下列关于该有机物的叙述正确的是( )
A．该有机物不同化学环境的氢原子有6种
B．该有机物属于芳香化合物
C．键线式中的Et代表的基团为—CH3
D．该有机物在一定条件下能够发生消去反应
解析：A项，由谱图可知有8种不同环境的氢原子，A错；B项，由键线式可看出，该物质中无苯环，不属于芳香化合物，B错；C项，Et为—CH2CH3，C错。
答案：D
3．下列化合物的1H－NMR(核磁共振氢谱)谱图中吸收峰的数目正确的是( )
答案：CD
4．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量浓硫酸，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
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，由此易求出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。
答案：C
5．已知某有机物A的红外光谱和核磁共振氢谱如图所示，下列说法不正确的是( )
A．由红外光谱可知，该有机物中至少有三种不同的化学键
B．由核磁共振氢谱可知，该有机物分子中有三种不同的氢原子
C．仅由核磁共振氢谱无法得知其分子中的氢原子总数
D．若A的化学式为C2H6O，则其结构简式为CH3—O—CH3
解析：由A的红外光谱知A中有—OH，由A的核磁共振氢谱知A中有3种氢原子，故若A的化学式为C2H6O，则其结构简式为CH3CH2OH。
答案：D
6．在核磁共振氢谱中出现两组峰，其氢原子数之比为3:2的化合物为( )
解析：因为在核磁共振氢谱中出现两组峰，说明该有机物分子中处在不同化学环境中的氢原子有两种，且根据题意这两种氢原子个数之比为3:2，分析四个选项：A项中处在不同化学环境中的氢原子有2种，其个数比为6:2，不合题意；B项如图所示：，氢原子有3种，其个数比为3:1:1，不合题意；C项如图所示：，氢原子有3种，其个数比为6:2:8，不合题意；D项如图所示：，氢原子有2种，其个数比为3?2，符合题意。
答案：D
7．2002年诺贝尔化学奖获得者的贡献之一是发明了对有机分子进行结构分析的质谱法。其方法是让极少量的(10－9g)化合物通过质谱仪的离子化室，样品分子大量离子化，少量分子碎裂成更小的离子。如C2H6离子化可得到C2H、C2H、C2H……然后测定其质荷比。设H＋的质荷比为β，某有机物样品的横坐标如下图所示(假设离子均带一个单位正电荷，信号强度与该离子的多少有关)，则该有机物可能是( )
A．甲醇 B．甲烷
C．丙烷 D．乙烯
答案：B
8．已知某有机物A的核磁共振氢谱如下图所示，下列说法中，错误的是( )
A．若A的分子式为C3H6O2，则其结构简式为CH3COOCH3
B．由核磁共振氢谱可知，该有机物分子中有三种不同化学环境的氢原子，且个数之比为1:2:3
C．仅由其核磁共振氢谱无法得知其分子中的氢原子总数
D．若A的化学式为C3H6O2，则其同分异构体有三种
解析：由核磁共振氢谱可知，其分子中含有三种不同化学环境的氢原子，峰的面积之比等于其原子个数之比，但不能确定具体个数，故B、C正确；由A的分子式C3H6O2可知，其同分异构体有3种：CH3COOCH3、CH3CH2COOH、HCOOCH2CH3。其中有三种不同化学环境的氢原子且个数之比为1:2:3的有机物的结构简式为CH3CH2COOH或HCOOCH2CH3。故正确答案为A。
答案：A
9．验证某有机物属于烃，应完成的实验内容是( )
A．只测定它的C、H比
B．只要证明它完全燃烧后产物只有H2O和CO2
C．只测定其燃烧产物中H2O与CO2的物质的量的比值
D．测定该试样的质量及试样完全燃烧后生成CO2和H2O的质量
解析：当CO2和H2O中m(C)＋m(H)＝m(有机物)时，说明有机物中没有氧元素。
答案：D
10．一定量有机物完全燃烧后，将燃烧产物通过足量石灰水，经过滤得沉淀10 g，但称量滤液时只减少2.9 g，则此有机物可能是( )
A．C2H6O B．C4H8O2
C．C2H6 D．C3H12O
解析：按照CO2与Ca(OH)2的反应生成10 g CaCO3沉淀，溶液应减少5.6 g，而此时只减少2.9 g，说明生成H2O的质量为5.6 g－2.9 g＝2.7 g，则由C、H两元素守恒，求出N(C)?N(H)＝?＝1:3。
答案：AC
11．某混合气体由两种气态烃组成2.24 L该混合气体完全燃烧后，得到4.48 L二氧化碳(气体已折算为标准状况)和3.6 g水，则这两种气体可能是( )
A．CH4和C3H8 B．CH4和C3H4
C．C2H4和C3H4 D．C2H4和C2H6
解析：n(C)＝＝0.2 mol，
n(H)＝×2＝0.4 mol，
n(混合物):n(C):n(H)＝1:2:4。
所以该混合气体的平均分子式为C2H4。
符合题意的组合只有B选项。
答案：B
二、简答题(共45分)
12．(10分)为测定某有机化合物A的结构，进行如下实验：
(一)分子式的确定：
(1)将有机物A置于氧气流中充分燃烧，实验测得：
生成5.4 g H2O和8.8 g CO2，消耗氧气6.72 L(标准状况下)，则该物质中各元素的原子个数比是________。
(2)用质谱仪测定该有机化合物的相对分子质量，得到如图①所示质谱图，则其相对分子质量为________，该物质的分子式是________。
(3)根据价键理论，预测A的可能结构并写出结构简式________。
(二)结构式的确定：
(4)核磁共振氢谱能对有机物分子中不同位置的氢原子给出不同的峰值(信号)，根据峰值(信号)可以确定分子中氢原子的种类和数目。例如：甲基氯甲基醚(Cl—CH2—O—CH3)有两种氢原子如图②。经测定，有机物A的核磁共振氢谱示意图如图③，则A的结构简式为___。
解析：(1)据题意有：n(H2O)＝0.3 mol，则有n(H)＝0.6 mol；n(CO2)＝0.2 mol，则有n(C)＝0.2 mol。据氧原子守恒有n(O)＝n(H2O)＋2n(CO2)－2n(O2)＝0.3 mol＋2×0.2 mol－2×＝0.1 mol，则该物质各元素原子个数比N(C)?N(H)?N(O)＝n(C)?n(H)?n(O)＝2:6:1。(2)据(1)可知该有机物的实验式为C2H6O，假设该有机物的分子式为(C2H6O)m，由质谱图知其相对分子质量为46，则46m＝46，即m＝1，故其分子式为C2H6O。(3)由A的分子式为C2H6O可知A为饱和化合物，可推测其结构为CH3CH2OH或CH3OCH3。(4)分析A的核磁共振氢谱图可知：A有三种不同类型的H原子，CH3OCH3只有一种类型的H原子，故A的结构简式为CH3CH2OH。
答案：(1)N(C):N(H):N(O)＝2:6:1
(2)46 C2H6O (3)CH3CH2OH，CH3—O—CH3
(4)CH3CH2OH
13．(9分)为了测定一种气态烃A的化学式，取一定质量的A于密闭容器中燃烧，经测定产物为CO2、CO和水蒸气。学生甲、乙设计如下两种方案，且均认为根据自己的方案能求出A的最简式。(图中箭头表示气体流向，实验前系统内空气已除尽)。
甲：燃烧产物增重2.52g增重1.32g生成CO2
乙：燃烧产物增重3.84g减轻0.64g增重4g
请回答：
(1)你认为根据甲、乙两方案能否求出A的最简式？
______________________________________________________。
(2)请根据你的选择，通过计算，推得A的最简式为__________。
(3)若欲确定A的化学式，是否还测定其他数据？如果需要应测定哪些数据？
解析：(1)甲方案不能，因为CO的质量不确定；乙方案不能，因为碱石灰同时吸H2O和CO2，所以3.84g无法求出H2O和CO2各自多少。(2)求A的最简式必须把甲、乙联系一起求，m(H2O)＝2.52g，n(H2O)＝＝0.14mol，
n(H)＝0.28mol；m(CO2)＝1.32g，
n(CO2)＝＝0.03mol，
n(CO)＝n(CO2)＝n(CaCO3)＝＝0.04mol，
n(C)＝n(CO)＋n(CO2)＝0.07mol，＝＝，最简式为CH4。(3)最简式为CH4的烃，只能是CH4，所以不需测定其他数据。
答案：(1)不能 (2)CH4
(3)不需要测定其他数据，化学式为CH4。
14．(1)(14分)我国西周年代写成的算卦占卜的书《周易》中，在谈到一些自然界发生的现象时说，“象曰：‘泽中有火，’”试用化学方程式表示出泽中有火的化学反应________，西气东输是我国油气管道建设史上距离最长的输气管道，总长3 900公里，设计年输气量120亿立方米。这里说的气就是天然气，天然气的主要成分是________(填名称)，试分析使用天然气的优点__________________。
(2)现在用户用的液化气有两种，一种是天然气，另一种是液化石油气，其主要成分为丙烷、丙烯、丁烷、丁烯，同时含有少量戊烷、戊烯，通过燃烧的化学方程式分析如果用户从天然气改为液化石油气应________(“增大”或“减小”)空气进口。
(3)
有一位同学想通过如图所示的化学实验来验证甲烷的组成，设计了方案：
通过________说明甲烷中含有氢元素；通过________说明甲烷中含有碳元素；通过以上实验________(“能”或“不能”)准确的说明甲烷的元素组成。若不能，________元素无法判断，要进一步判断需要下列哪些数据：________。
①甲烷的质量 ②无水硫酸铜的增重
③澄清石灰水的增重 ④甲烷的体积
解析：(1)在沼泽中有很多动植物的腐败物，时间一长就会分解产生甲烷，也就是沼气的主要成分，所以“泽中有火”是甲烷在燃烧，其化学方程式为：CH4＋2O2CO2＋2H2O，现在建立了西气东输的管道输送的是甲烷。甲烷燃烧的产物只有水和二氧化碳，是一种清洁的能源。
(2)相同体积的甲烷和石油气作比较，甲烷需用的氧气体积小，所以如果用户从天然气改为液化石油气应增大空气进口，或者减小燃气进口。
(3)无水硫酸铜遇水变为蓝色，所以通过无水硫酸铜的颜色变化即可判断出甲烷中含有H元素；澄清石灰水中通入二氧化碳变浑浊，通过此现象可以判断出甲烷中含有C元素，对于是不是含有O元素还不能作出判断，因此，还需要进行定量实验，已知甲烷、水和二氧化碳的质量即可。
答案：(1)CH4＋2O2CO2＋2H2O 甲烷 清洁无污染
(2)增大
(3)无水硫酸铜变蓝色 澄清石灰水变浑浊 不能 氧 ①②③
15．(12分)电炉加热时用纯氧气氧化管内样品，根据产物的质量确定有机物的组成，下图所示装置是用燃烧法确定有机物分子式时常用的装置。
(1)产生的氧气按从左到右流向，所选装置中各导管的连接顺序是________。
(2)C装置中浓H2SO4的作用是________。
(3)D装置中MnO2的作用是________。
(4)燃烧管中CuO的作用是________。
(5)若准确称取0.90 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1.32 g，B管质量增加0.54 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________。
解析：本题利用H2O2在MnO2催化下分解产生氧气，用浓硫酸除去其中的水蒸气后，氧化该有机物生成CO2和H2O，利用装置B测定H2O的质量，利用装置A测定CO2的质量，从而可求出该有机物中含有的C、H(或O)的质量，进而求出该有机物的实验式。电炉中CuO的作用是为了尽可能保证有机物全部氧化生成CO2和H2O。n(CO2)＝＝0.03 mol，
n(H2O)＝＝0.03 mol，m(O)＝0.90 g－m(C)－
m(H)＝0.90 g－0.03 mol×12 g/mol－0.03 mol×2×1 g/mol＝0.48 g，n (O)＝＝0.03 mol。则n(C):n(H) :n(O)＝0.03 mol: (0.03 mol×2) :0.03 mol＝1:2:1。故该有机物的实验式为CH2O。要确定分子式，还需知道该有机物的相对分子质量。
答案：(1)g→f→e→h→i→c(或d)→d(或c)→a(或b)→b(或a)
(2)吸收水蒸气，保证氧气干燥、纯净
(3)催化剂，加快O2的生成速率
(4)使有机物充分氧化生成CO2和H2O
(5)CH2O
(6)该有机物的相对分子质量
