2021版化学名师讲练大一轮复习方略人教通用版高考新风向·命题新情境10.2物质的分离、提纯和检验

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高考新风向·命题新情境

虹吸原理:虹吸是利用液面高度差的作用力现象,将液体充满一根倒U形的管状结构内后,将开口高的一端置于装满液体的容器中,容器内的液体会持续通过虹吸管向更低的位置流出。

索氏提取器:又称脂肪抽取器或脂肪抽出器。索氏提取器是由提取瓶、提取管、冷凝器三部分组成的,提取管两侧分别有虹吸管和连接管,各部分连接处要严密不能漏气。提取时,将待测样品包在脱脂滤纸包内,放入提取管内。提取瓶内加入石油醚,加热提取瓶,石油醚气化,由连接管上升进入冷凝器,凝成液体滴入提取管内,浸提样品中的脂类物质。待提取管内石油醚液面达到一定高度,溶有粗脂肪的石油醚经虹吸管流入提取瓶。流入提取瓶内的石油醚继续被加热气化、上升、冷凝,滴入提取管内,如此循环往复,直到抽提完全为止。

问题1.实验时需将待测样品研细,放入滤纸包中,研细的目的是什么?

(素养角度——宏观辨识与微观探析)

提示:增加固液接触面积,使提取更充分。

问题2.圆底烧瓶中加入石油醚为溶剂,提取过程不可选用明火直接加热,原因是什么?(素养角度——科学探究与创新意识)

提示:石油醚易挥发,易燃,尽量避免乙醇挥发。

问题3.采用索氏提取器的优点是什么?对社会发展的意义是什么?(素养角度——科学态度与社会责任)

提示:使用溶剂量少,可连续萃取,萃取效率高。减少试剂的使用,对可持续发展有利。

(2019·全国卷Ⅱ)咖啡因是一种生物碱(易溶于水及乙醇,熔点234.5 ℃,100 ℃以上开始升华),有兴奋大脑神经和利尿等作用。茶叶中含咖啡因约1%～5%、单宁酸(Ka约为10-6,易溶于水及乙醇)约3%～10%,还含有色素、纤维素等。实验室从茶叶中提取咖啡因的流程如下图所示。

索氏提取装置如图所示。实验时烧瓶中溶剂受热蒸发,蒸汽沿蒸汽导管2上升至球形冷凝管,冷凝后滴入滤纸套筒1中,与茶叶末接触,进行萃取。萃取液液面达到虹吸管3顶端时,经虹吸管3返回烧瓶,从而实现对茶叶末的连续萃取。回答下列问题:

(1)实验时需将茶叶研细,放入滤纸套筒1中,研细的目的是　____________。

圆底烧瓶中加入95%乙醇为溶剂,加热前还要加几粒________　。

(2)提取过程不可选用明火直接加热,原因是　_________________________,

与常规的萃取相比,采用索氏提取器的优点是　_______________。

(3)提取液需经“蒸馏浓缩”除去大部分溶剂。与水相比,乙醇作为萃取剂的优点是　_______________。

“蒸馏浓缩”需选用的仪器除了圆底烧瓶、蒸馏头、温度计、接收管之外,还有________(填标号)。

A.直形冷凝管　B.球形冷凝管　C.接收瓶　D.烧杯

(4)浓缩液加生石灰的作用是中和________　和吸收________　。

(5)可采用如图所示的简易装置分离提纯咖啡因。将粉状物放入蒸发皿中并小火加热,咖啡因在扎有小孔的滤纸上凝结,该分离提纯方法的名称是________。

【解析】(1)实验时将茶叶研细,可增加固液接触面积,提取更加充分,加热液体需要防止液体暴沸,故应该加入沸石。(2)乙醇易挥发,易燃,故不能用明火直接加热;由题干中索氏提取的原理可知溶剂可反复使用,采用索氏提取器使用溶剂少,可连续萃取。(3)与水相比,乙醇沸点低,易浓缩,适用于“蒸馏浓缩”除去大部分溶剂。“蒸馏浓缩”的操作原理为蒸馏,需选用的仪器有圆底烧瓶、蒸馏头、温度计、接收管、直形冷凝管、接收瓶,故选AC。(4)由“茶叶中含咖啡因约1%～5%、单宁酸约3%～10%”可知,浓缩液中含有单宁酸和水,加生石灰的作用是中和单宁酸和吸收水。(5)由“咖啡因是一种生物碱,100 ℃以上开始升华”,再结合简易装置图,可知分离提纯方法为升华。