研究有机化合物的一般方法(第1课时-分离-提纯)(习题精练)(详解版)

试卷第=page11页，共=sectionpages33页第二节研究有机化合物的一般方法课时1分离提纯一、单选题1．下列说法不正确的是A．蒸馏是分离、提纯液态有机化合物的常用方法B．重结晶的首要工作是选择适当的溶剂C．萃取包括液—液萃取和固—液萃取D．研究有机化合物可首先进行元素定量分析，再分离、提纯【答案】D【解析】【详解】A．提纯液态有机物常用的方法是蒸馏法，该法要求被提纯的液态有机物与杂质的沸点约相差较大，易分离，被提纯的液态有机物与杂质的沸点相差大于30℃，A正确；B．重结晶是利用物质的溶解度的不同，在溶液中析出晶体进行分离，所以重结晶的首要工作是选择适当的溶剂，B正确；C．萃取是物理变化，是利用某组分在不同溶剂中溶解度的不同来分离混合物的操作，包括液-液萃取和固-液萃取，C正确；D．研究有机化合物首先是进行物质的分离、提纯，然后确定物质的实验式，再确定物质的分子式，最后确定物质的结构式，D错误；故合理选项是D。2．下列关于分子性质的解释错误的是A．H2O很稳定，因为水分子之间存在氢键B．I2易溶于苯、CH4难溶于水，都可用“相似相溶”原理解释C．HClO3酸性强于HClO，因为HClO3分子中非羟基氧原子数多D．乳酸[CH3CH(OH)COOH]有一对对映异构体，因为其分子中含有一个手性碳原子【答案】A【解析】【详解】A．H2O很稳定，因为水分子中的O-H键键能较大，不容易断裂，A错误；B．I2易溶于苯、CH4难溶于水是因为物质相似相溶，B正确；C．HClO3分子中非羟基氧原子数多，所以HClO3酸性强于HClO，C正确；D．乳酸分子中有一个手性碳原子，因此乳酸有一对对映异构体，D正确。故本题选A。3．抗糖尿病药物那格列奈的结构为，下列有关说法正确的是A．那格列奈的分子式 B．分子中含有1个手性碳原子C．能发生取代加成、消去、水解反应 D．其水解产物均能发生缩聚反应【答案】B【解析】【详解】A．根据那格列奈的结构确定其分子式为，A错误；B．碳原子连接四个互不相同的原子或原子团时该碳原子是手性碳原子，根据该分子结构，其中带星号碳为碳原子，分子中含有1个手性碳原子，B正确；C．该分子结构中含有苯环、羧基、酰胺基，可发生取代、加成、水解反应，不能发生消去反应，C错误；D．该分子水解产物是酰胺键断裂得到和，其中不能发生缩聚反应，D错误；故选B。4．对如图所示两种化合物的结构或性质描述正确的是A．均含有σ键和π键且均存在碳原子的sp3和sp2杂化B．均为芳香族化合物C．二者的分子式均为C10H12OD．可用红外光谱区分，但不能用核磁共振氢谱区分【答案】A【解析】【详解】A．两种化合物中均存在碳碳双键、碳碳单键、碳氢键，碳碳双键中含有π键和σ键，碳碳单键和碳氢键属于σ键；其中碳碳双键中的碳原子为杂化、甲基中的碳原子为杂化，故A正确；B．芳香族化合物是指含有苯环的有机化合物，其中的结构中不含苯环结构，不属于芳香族化合物，故B错误；C．的分子式为，的分子式为，故C错误；D．核磁共振氢谱可以确定有机物的结构，也可以区分有机物，故D错误；故选A。5．下列说法中不正确的是A．红外光谱仪、核磁共振仪都可用于有机物的结构分析B．HCHO中含有的官能团是羟基C．中含有酯基D．2，5—二甲基己烷的核磁共振氢谱中出现了三个峰【答案】B【解析】【详解】A．红外光谱、核磁共振氢谱是应用于有机结构分析的现代物理方法，A正确；B．HCHO是甲醛，含有的官能团是醛基，B错误；C．可以看作，其中含有酯基，C正确；D．2，5­二甲基己烷的结构简式为(CH3)2CHCH2CH2CH(CH3)2，核磁共振氢谱中出现三个峰，D正确；故答案为：B。6．下列关于蒸馏操作有关说法正确的是A．温度计的水银球应插入到液面以下B．蒸馏过程中，加入沸石(或碎瓷片)的目的是防止暴沸C．冷凝管进出水的方向是上进下出D．用烧杯接收蒸馏出来的液体【答案】B【解析】【详解】A．蒸馏操作中温度计的水银球应放在支管口处，故A错误；B．蒸馏过程中，加入沸石(或碎瓷片)的目的是防止暴沸，故B正确；C．冷凝管进出水的方向是下进上出，故C错误；D．蒸馏时用锥形瓶接收蒸馏出来的液体，故D错误；故选B。7．以下关于萃取、分液操作的叙述中，正确的是A．将所需试剂加入分液漏斗，塞上玻璃塞，如图所示用力振荡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】【详解】A．一只手压住玻璃塞，一只手握住活塞，把分液漏斗倒转过来振荡，A错误；B．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；C．将分液漏斗放在铁架台上静置待液体分层，C错误；D．分液时将分液漏斗上口玻璃塞打开或玻璃塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔，再打开活塞，待下层液体流尽时，关闭活塞，从上口倒出上层液体，D正确。故选D。8．某有机物X对氢气的相对密度为30，分子中碳的质量分数为40%，氢的质量分数为6.7%，其余为氧，X可与碳酸氢钠反应。下列关于X的说法不正确的是A．X的相对分子质量为60B．X的分子式为C2H4O2C．X的结构简式为CH3COOHD．X的同分异构体中含的只有一种(不考虑立体异构)【答案】D【解析】【分析】由有机物X对氢气的相对密度为30可知，该有机物的相对分子质量为30×2=60，由分子中含碳40%，含氢6.7%，其余为氧可知，分子中碳原子、氢原子、氧原子的个数分别为＝2、≈4、＝2，则X的分子式为C2H4O2，由X可以和碳酸氢钠反应可知，有机物分子中含有—COOH，结构简式为CH3COOH；CH3COOH的同分异构体中含有的结构简式为CH3OOCH、HOCH2CHO。【详解】A．由分析可知，X的相对分子质量为60，故A正确；B．由分析可知，X的分子式为C2H4O2，故C正确；C．由分析可知，X的分子式为C2H4O2，X可以和碳酸氢钠反应，则有机物分子中含有—COOH，结构简式为CH3COOH，故C正确；D．由分析可知，CH3COOH的同分异构体中含有的结构简式为CH3OOCH、HOCH2CHO，故D错误；故选D。9．下列各组物质，最适宜使用红外光谱法进行区分的是A．2—甲基戊烷()、3—甲基戊烷()B．1—丙醇(CH3CH2CH2OH)，1—丁醇(CH3CH2CH2CH2OH)C．苯()、甲苯()D．1—丁醇(CH3CH2CH2CH2OH)、1—溴丁烷(CH3CH2CH2CH2Br)【答案】D【解析】【分析】红外光谱法可以测定有机化合物分子中所含的化学键或官能团，若两种有机化合物中的化学键或官能团不同，则可以用红外光谱法进行区分。【详解】A．2—甲基戊烷、3­甲基戊烷中都没有官能团，化学键相同(C—C和C—H)，无法用红外光谱法进行区分，故A错误；B．1—丙醇、1—丁醇的官能团都是—OH，化学键相同(C—C、C—H、C—O和O—H)，无法用红外光谱法进行区分，故B错误；C．苯、甲苯中都没有官能团，化学键相同，无法用红外光谱法进行区分，故C错误；D．1—丁醇的官能团是—OH，1—溴丁烷的官能团是碳溴键，化学键也不完全相同，可以用红外光谱法进行区分，故D正确；故选D。10．已知某有机物A的红外光谱和核磁共振氢谱如图所示，下列说法中不正确的是A．由红外光谱图可知，该有机物分子中至少有三种不同的化学键B．由核磁共振氢谱图可知，该有机物分子中有三种不同化学环境的氢原子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的分子式为C3H8O，则其结构简式可能为【答案】D【解析】【详解】A．由红外光谱图可知，有机物中至少有C—H、O—H、C—O三种化学键，故A正确；B．由核磁共振氢谱图可知，有机物分子的核磁共振氢谱有三组峰，则有机物分子中有三种不同化学环境的氢原子，故B正确；C．由核磁共振氢谱图可知，有机物分子的核磁共振氢谱三组峰的面积比为3：2：1，则有机物分子中三种不同化学环境的氢原子的个数比为3：2：1，但无法得分子中的氢原子总数，故C正确；D．由核磁共振氢谱图可知，有机物分子的核磁共振氢谱三组峰的面积比为3：2：1，则有机物分子中三种不同化学环境的氢原子的个数比为3：2：1，中的不同化学环境的氢原子个数比为1∶1∶6，与图中峰的面积比不符，故D错误；故选D。11．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A．A B．B C．C D．D【答案】C【解析】【详解】A．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；B．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；C．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；D．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。故选C。12．实验室制备乙酸异戊酯的有关信息如下表所示。物质相对分子质量密度/(g·cm-3)沸点/℃水溶性乙酸异戊酯1300.867142难溶在洗涤、分液操作中，应充分振荡，然后静置，待分层后操作正确的是A．直接将乙酸异戊酯从分液漏斗上口倒出B．直接将乙酸异戊酯从分液漏斗下口放出C．先将水层从分液漏斗的下口放出，再将乙酸异戊酯从下口放出D．先将水层从分液漏斗的下口放出，再将乙酸异戊酯从上口倒出【答案】D【解析】【详解】乙酸异戊酯的密度比水的小且难溶于水，分层后水层在下面，应先将下面的水层从分液漏斗的下口放出，再将上层的乙酸异戊酯从上口倒出；不能将密度小的液体从下口放出，若水层和乙酸异戊酯都从下口放出，附着在分液漏斗下口的少量水层又会混入乙酸异戊酯中，导致分离失败。答案选D。13．下列关于萃取操作的说法正确的是A．从溴水中提取溴，可加入四氯化碳或乙醇作萃取剂B．萃取操作完成后，静置、分液，先将下层液体从下口放出，然后将上层液体从下口放出C．用一种有机溶剂提取水溶液中的某物质，静置、分液后，水层应在上层D．萃取时，所加入的溶剂应与原溶剂互不相溶，且与溶质相互间不反应【答案】D【解析】【详解】A．乙醇与水互溶，不能作萃取剂，故A错误；B．萃取操作完成后，分液漏斗中下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出，故B错误；C．萃取操作完成后，水层的位置取决于水和有机溶剂的密度的相对大小，若有机溶剂的密度小于水的密度，则水层应该在下层，反之则水在上层，故C错误；D．萃取时，所加入的溶剂应与原溶剂互不相溶，且与溶质相互间不反应，故D正确；故选D。14．化学与生产、生活密切相关。下列说法错误的是A．用红外光谱实验确定青蒿素分子中的官能团B．盛装酸性溶液的容器常连接直流电源的负极以防止腐蚀C．煤的液化是获得清洁燃料的一种方式，主要是将煤转化成煤油等液态燃料D．以铁粉为主要成分制成双吸剂放入食品包装袋，可以延长食物的保持期【答案】C【解析】【详解】A．红外光谱图可获得分子中所含有的化学键或官能团的信息，故A说法正确；B．根据电解原理，容器作阴极，本身不参与反应，可以防止腐蚀，该方法为外加电流法，故B说法正确；C．煤的液化获得是如甲醇，煤油是由石油分馏得到，故C说法错误；D．铁粉具有还原性，能吸收包装袋内的氧气，防止食品氧化，延长食物的保质期，故D说法正确；答案为C。15．抽滤操作不需要的仪器是A． B． C． D．【答案】D【解析】【详解】抽滤装置主要由布氏漏斗图中C、吸滤瓶图中B和具支锥形瓶图中A组成，故不需要普通漏斗，故答案为：D。16．有机物M的结构简式如图关于M的下列说法中正确的是A．该有机物的分子式为B．该有机物中羟基均可被催化氧化成醛基C．该有机物能发生氧化反应、取代反应，也能与发生加成反应D．该有机物酸性条件下水解的有机产物只有1种【答案】D【解析】【详解】A．该有机物的分子式为，A项错误；B．该有机物中羟基均可被催化氧化成羰基，B项错误；C．该有机物能发生氧化反应、取代反应，不能发生加成反应，C项错误；D．该有机物酸性条件下水解的有机产物为，只有1种，D项正确；答案选D。17．柑橘类水果中含有柠檬酸，其结构简式如图。下列关于柠檬酸的说法不正确的是A．分子式是C6H8O7B．是可溶于水的有机化合物C．与浓硫酸共热可发生消去反应D．有三种化学环境不同的氢原子【答案】D【解析】【详解】A.由柠檬酸的结构简式为：可知，其分子式是C6H8O7，故A正确；B.由柠檬酸的结构简式为：，含有羧基和羟基，为亲水基，所以它是可溶于水的有机化合物，故B正确；C.由柠檬酸的结构简式为：可知，羟基在浓硫酸共热条件下可发生消去反应，故C正确；D.由柠檬酸的结构简式为：可知，有四种化学环境不同的氢原子，故D错误；故答案：D。18．甲烷与氯气在光照条件下反应，得到的产物中含有二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳，分离它们的操作方法是A．萃取 B．蒸馏 C．过滤 D．重结晶【答案】B【解析】【详解】由于二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳三种物质互溶，由于三种物质的沸点不同，将三者的混合物置于同一蒸馏烧瓶中蒸馏出来，从而得到纯净的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳，故答案选B。19．可以用分液漏斗分离的一组混合物是A．苯和甲苯 B．乙醇和水C．苯和水 D．溴和四氯化碳【答案】C【解析】【详解】A．苯和甲苯互溶，不能用分液漏斗分离，A不选；B．乙醇和水互溶，不能用分液漏斗分离，B不选；C．苯不溶于水，可以用分液漏斗分离，C选；D．溴易溶于四氯化碳中，不能用分液漏斗分离，D不选；答案选C。20．a mL三种气态烃与足量的氧气形成的混合物点燃爆炸后，恢复到原来的状态(150℃、1.01×105 Pa)气体体积仍为a mL，则三种烃可能是：A．CH4、C2H4、C3H4 B．C2H6、C3H6、C4H6C．CH4、C2H6、C3H6 D．C3H8、C2H4、C2H6【答案】A【解析】【详解】150℃下水为气体，设混合烃的平均组成为CxHy，CxHy+(x+)O2xCO2+H2O，燃烧前后气体的体积不变，则有1+x+=x+，解得：y=4；即混合气体分子中平均含有4个H原子，故选：A。21．下列说法中正确的是A．从碘水中提取碘单质可选用酒精作有机萃取剂B．分液操作时上层液体经分液漏斗下口放出C．浓硫酸不慎溅到手，立即用大量水冲洗，再用饱和碳酸氢钠溶液洗，最后用水冲洗D．过滤时，为了加快过滤，可以用玻璃棒搅拌漏斗内待过滤的液体【答案】C【解析】【详解】A．水与酒精互溶，酒精不能作有机萃取剂把碘水中碘单质提取出来，应选用四氯化碳等与水互不相溶、也不与碘水反应的有机溶剂，A错误；B．为了防止污染，分液操作时上层液体经分液漏斗上口倒出，B错误；C．浓硫酸不慎溅到手，立即用大量水冲洗，再用饱和碳酸氢钠溶液洗，因为碳酸氢钠溶液有弱碱性能消除残留的硫酸，最后用水冲洗，C正确；D．过滤时，用玻璃棒搅拌漏斗内会捣破滤纸，使实验失败，D错误；答案选C。22．下列实验中，所采取的分离或提纯方法与对应原理都正确的是目的分离方法原理A分离水和乙醇蒸馏水和乙醇的沸点不同B分离溶于水的溴乙醇萃取溴在乙醇中的溶解度较大C除去中少量气体通入足量溶液中洗气会与溶液反应且产生更多D除去固体中混有的少量杂质加水溶解配成热的浓溶液，冷却结晶，过滤和溶解度随温度变化有较大差异A．A B．B C．C D．D【答案】A【解析】【详解】A．水和乙醇互溶且沸点不同，通过蒸馏可基本分离，A符合题意；B．由于乙醇和水互溶，故不可用乙醇作萃取剂萃取溶于水中的溴单质，B不符合题意；C．不能将混有少量HCl的CO2气体通入饱和Na2CO3溶液中，原因是发生反应：，即CO2能被Na2CO3溶液吸收，混合气体应通入饱和NaHCO3溶液中洗气，原因是CO2难溶于饱和NaHCO3溶液，即饱和NaHCO3只吸收HCl、不吸收CO2，且产生更多的CO2，达到除杂目的，C不符合题意；D．NaCl的溶解度随着温度变化不大，KNO3的溶解度随着温度的升高明显增大，故除去NaCl固体中混有的少量KNO3杂质的方法是：溶解、蒸发结晶、趁热过滤，若采用加水溶解配成热的浓溶液、冷却结晶、过滤所得固体仍是NaCl和KNO3的混合物，D不符合题意；答案选A。23．实验室中按以下方案从海洋动物柄海鞘中提取具有抗肿瘤活性的天然产物：下列说法不正确的是A．装置甲完成步骤① B．用装置乙完成步骤②C．装置丙完成步骤③ D．用装置丁完成步骤④【答案】C【解析】【分析】步骤①样品粉末中加入甲苯、甲醇，这是溶解过程，然后过滤，得到滤液和不容物质，步骤②加入硝酸钠溶液，得到有机层溶液和水层溶液，此步骤为萃取分液，步骤③是从水层溶液中得到固体，应是蒸发结晶，步骤④有机层溶液中得到甲苯，应是蒸馏或分馏，据此分析；【详解】A．根据上述分析，步骤①是溶解过滤过程，甲装置为过滤，因此甲装置完成步骤①，故A说法正确；B．乙装置为分液，上述分析，步骤②为分液，因此乙装置能完成步骤②，故B说法正确；C．步骤③是蒸发结晶，应用蒸发皿，不能使用坩埚，故C说法错误；D．步骤④是蒸馏或分馏过程，装置丁为蒸馏或分馏装置，因此装置丁能完成步骤④，故D说法正确；答案为C。24．为提纯下列物质（括号内为杂质），所用的除杂试剂和分离方法都正确的是序号不纯物除杂试剂分离方法A溴苯（苯）H2O分液B苯（Br2）NaOH溶液过滤C乙酸乙酯（乙酸）饱和Na2CO3溶液蒸馏DC2H5OH（H2O）新制生石灰蒸馏A．A B．B C．C D．D【答案】D【解析】【详解】A．溴苯和苯互溶，加水不发生萃取，用水难以除去溴苯中的苯，故A错误；B．溴与氢氧化钠溶液反应生成溴化钠，苯不与氢氧化钠反应，但苯不溶于水会分层，应使用分液的方法分离，故B错误；C．饱和的碳酸钠溶液和乙酸乙酯互不相溶，但可以和乙酸反应，可以采用加入饱和碳酸钠再分液的方法来分离，而不是蒸馏，故C错误；D．乙醇与生石灰CaO不会发生反应，CaO可以与水化合生成Ca(OH)2，是离子化合物，沸点较高，可采用蒸馏的方法让乙醇先挥发出来，再冷凝就得到无水乙醇，故D正确；答案选D。第II卷（非选择题）请点击修改第II卷的文字说明二、填空题25．回答下列问题(1)如图是一套蒸馏装置图，图中存在的错误：___________。(2)若用蒸馏的方法分离甘油(沸点为290℃)和水的混合物，被蒸馏出来的物质是___________。(3)若用蒸馏的方法分离出CCl4(沸点为76.8℃)中含有的CH3CH2OCH2CH3(沸点为45℃)，应控制的适宜温度为___________。【答案】(1)温度计位置错误，冷凝管进出水方向不对，没有加碎瓷片(2)水(3)45℃【解析】略26．选择下列实验方法分离、提纯物质，将分离、提纯方法的字母填在横线上。A．萃取B．重结晶C．分液D．蒸馏E．过滤F．洗气(1)分离水和汽油的混合物：___________。(2)分离四氯化碳(沸点为76.75℃)和甲苯(沸点为110.6℃)的混合物：___________。(3)提取碘水中的碘：___________。(4)除去混在乙烷中的乙烯：___________。(5)从硝酸钾和氯化钠的混合溶液中获得硝酸钾：___________。【答案】(1)C(2)D(3)A(4)F(5)B【解析】略27．请写出除去下列物质中混入的少量杂质(括号内物质为杂质)的试剂或方法。(1)乙酸乙酯(乙酸)：_______(2)乙醇(水)：_______(3)甲烷(乙烯)：_______(4)甘油(水)：_______(5)硝基苯(苯)：_______(6)溴苯(Br2)：_______(7)汽油(水)：_______【答案】(1)碳酸钠溶液(2)氧化钙(3)溴水(4)碱石灰(5)蒸馏(6)稀氢氧化钠溶液(7)分液【解析】(1)加入过量的碳酸钠溶液，乙酸会发生反应，生成的乙酸钠溶于水中，乙酸乙酯浮在上层，用分液漏斗分离。(2)乙醇中少量的水可先加氧化钙脱水，后蒸馏。(3)将混有乙烯的甲烷气体通过溴水，乙烯加成后产物是液体，甲烷不反应，通过后经干燥即可。(4)加入碱石灰吸收水后经过滤得到纯净甘油，也可以利用甘油和水的沸点相差较大采用蒸馏的方法。(5)硝基苯和苯的沸点相差，较大采用蒸馏的方法，先蒸出苯。(6)先用稀氢氧化钠溶液洗涤，除去溴，然后再通过分液漏斗进行分液操作。(7)汽油和水不互溶，能分层，能用分液分离。28．0.2mol某烃A在氧气中充分燃烧后，生成的化合物B、C均为1.2mol。试回答：(1)烃A的分子式为___________。(2)若烃A不能使溴水褪色，但在一定条件下，能与氯气发生取代反应，其一氯代物只有一种，则烃A的结构简式为___________。(3)若烃A能使溴水褪色，在催化剂作用下，与H2加成，经测定其加成产物分子中含有4个甲基，则烃A可能的结构简式为___________；比烃A少2个碳原子的A的同系物有___________种结构，其中能和H2发生加成反应生成2-甲基丙烷的A的同系物的名称是___________。【答案】C6H12、、32-甲基丙烯【解析】【分析】【详解】(1)0.2

mol的烃A用化学式CxHy表示，其完全燃烧产生1.2

mol的CO2和1.2

mol的H2O，根据C、H原子守恒可知x=6，y=12，故烃A分子式为C6H12；(2)烃