2023届新高考新教材化学人教版一轮训练-专项提能特训(17)　物质的分离、提纯在工业流程题中的应用

专项提能特训(17)物质的分离、提纯在工业流程题中的应用1．实验室制备苯甲醇和苯甲酸的化学原理如下图所示：已知苯甲醛易被空气氧化，苯甲醇的沸点为205.3℃，苯甲酸的熔点为121.7℃，沸点为249℃，溶解度为0.34g；乙醚的沸点为34.8℃，难溶于水，制备苯甲醇和苯甲酸的主要过程如下图所示，试根据上述信息，判断以下说法错误的是()A．操作Ⅰ是萃取、分液B．乙醚溶液中所溶解的主要成分是苯甲醇C．操作Ⅱ蒸馏所得产品甲是苯甲醇D．操作Ⅲ过滤所得产品乙是苯甲酸钾解析：D由流程可知，苯甲醛与KOH反应生成苯甲醇、苯甲酸钾，然后加水、乙醚萃取苯甲醇，则乙醚溶液中含苯甲醇，操作Ⅱ为蒸馏，得到产品甲为苯甲醇；水溶液中含苯甲酸钾，加盐酸发生强酸制取弱酸的反应，生成苯甲酸，苯甲酸的溶解度小，则操作Ⅲ为过滤，则产品乙为苯甲酸。A项，操作Ⅰ分离乙醚与水溶液，则为萃取分液，正确；B项，由上述分析可知，乙醚溶液中所溶解的主要成分是苯甲醇，正确；C项，操作Ⅱ分离互溶的乙醚、苯甲醇，蒸馏所得产品甲是苯甲醇，正确；D项，由上述分析，操作Ⅲ为过滤，则产品乙为苯甲酸，错误。2．(2021·长沙市明德中学高三一模)硼氢化钠(NaBH4)吸湿性强，是最常用的还原剂之一，偏硼酸钠(NaBO2)制备提纯NaBH4的流程如下，下列有关说法错误的是()A．合成反应中H2作还原剂B．萃取是利用系统中组分在溶剂中溶解度不同的分离操作C．操作X中用到直型冷凝管D．化合物X可循环利用解析：AA．合成反应为NaBO2＋2SiO2＋4Na＋2H2=NaBH4＋2Na2SiO3，NaBH4中H元素化合价为－1，化合价从0价降至－1，反应中氢气作氧化剂，A错误；B.萃取是利用系统中组分在溶剂中溶解度不同的分离操作，B正确；C.操作X为蒸馏，用到直型冷凝管起回流冷凝作用，C正确；D.化合物X是(CH3)2CHNH2，可以在萃取中循环利用，D正确。3．(2021·山东青岛市高三其他模拟)钛酸酯偶联剂(C57H106O7Ti)可用于碳酸钙等进行有机化合物改性，使其可与聚乙烯、聚丙烯等融合，从而改善塑料性能。合成方法如图，下列说法错误的是()A．流程中“气体X”为氨气，“操作1”为过滤B．“反应釜1”中的反应均为非氧化还原反应C．反应釜2中，钛酸四异丙酯与油酸发生取代反应，物质的量之比为1∶3D．反应釜2在常温混合搅拌阶段需要冷凝回流溶液，由此判断该反应为吸热反应解析：DA．由反应物四氯化钛，异丙醇、气体X和生成物氯化铵、钛酸四异丙酯，可推知气体X为NH3。操作1过后将固体与液体分离，可知操作1为过滤，故A正确；B.由A对反应物与生成物的分析可知，反应前后，各元素化合价均未发生变化，所以“反应釜”中发生的是非氧化还原反应，故B正确；C.钛酸四异丙酯的分子式为C12H28O4Ti，而钛酸酯偶联剂的分子式为C57H106O7Ti，油酸分子式为C18H34O2，对比分子式可知钛酸四异丙酯与油酸发生取代反应，物质的量之比为1∶3，故C正确；D.反应釜2在常温混合阶段需冷凝回流，说明该反应过程放出大量热，由此判断该反应为放热反应，故D错误。4．白银(Ag)是高新技术产业的基础材料之一，从一种光盘金属层中回收少量白银(金属层中其它金属含量过低，对实验的影响可忽略)的流程如下：下列叙述不正确的是()A．“氧化”阶段需在80℃条件下进行，可用水浴加热B．“操作1”所用到的玻璃仪器是玻璃棒、烧杯、漏斗C．若“还原”过程通过原电池来实现，则N2为正极产物D．“还原”过程中参加反应的n[Ag(NH3)eq\o\al(＋,2)]∶n[N2H4·H2O]＝4∶1解析：CA．“氧化”阶段需在80℃条件下进行，可用水浴加热的方法控制80℃，故A正确；B.“操作1”为过滤，所用到的玻璃仪器是玻璃棒、烧杯、漏斗，故B正确；C.反应中N2H4·H2O生成氮气，发生氧化反应，为负极反应，则N2为负极产物，故C错误；D.“还原”过程中涉及的反应为4Ag(NH3)eq\o\al(＋,2)＋N2H4·H2O=4Ag↓＋N2↑＋4NHeq\o\al(＋,4)＋4NH3↑＋H2O，参加反应的n[Ag(NH3)eq\o\al(＋,2)]∶n[N2H4·H2O]＝4∶1，故D正确。5．工业电解精炼铜的溶液中含有Zn2＋、Cu2＋等离子，实验室设计分离出Zn2＋并制取胆矾的流程如下：已知：Zn2＋与NaOH的反应与Al3＋类似。下列说法错误的是()A．滤液1与过量硫酸反应的离子方程式为ZnOeq\o\al(2－,2)＋4H＋=Zn2＋＋2H2OB．操作①和②中用到的玻璃仪器完全相同C．系列操作②包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥D．可用酒精洗涤胆矾晶体，除去表面的杂质解析：BA．滤液1与过量硫酸反应的离子方程式为ZnOeq\o\al(2－,2)＋4H＋=Zn2＋＋2H2O，故A正确；B.操作①是过滤操作，需要的玻璃仪器是漏斗、烧瓶、玻璃棒；操作②包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，需要的玻璃仪器是漏斗、烧瓶、玻璃棒、蒸发皿，故B错误；C.硫酸铜蓝色溶液经过操作②结晶出胆矾，操作②包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，故C正确；D.无水乙醇洗涤晶体最主要的原因是清除晶体上水和水中带的离子，而且对于晶体的溶解能很小，同时易挥发不容易带来污染，可用酒精洗涤胆矾晶体，除去表面的杂质，故D正确。6．绿原酸(C16H18O9)具有较广泛的抗菌、抗病毒、抗氧化作用，利用乙醚、60%乙醇浸泡杜仲干叶，得到提取液，进一步获得绿原酸粗产品的一种工艺流程如图，下列说法错误的是()A．得到有机层的实验操作为萃取分液B．减压蒸馏的目的防止温度过高，绿原酸变质C．绿原酸在温水中的溶解度小于冷水中的溶解度D．绿原酸粗产品可以通过重结晶进一步提纯解析：CA．绿原酸为有机酸，更易溶于有机溶剂，加入乙酸乙酯后绿原酸被萃取到有机层，有机层与水层互不相溶，应采用分液法分离，A项正确；B.绿原酸具有