專項提能特訓(17)物質的分離、提純在工業流程題中的應用1．實驗室制備苯甲醇和苯甲酸的化學原理如下圖所示：已知苯甲醛易被空氣氧化，苯甲醇的沸點為205.3℃，苯甲酸的熔點為121.7℃，沸點為249℃，溶解度為0.34g；乙醚的沸點為34.8℃，難溶于水，制備苯甲醇和苯甲酸的主要過程如下圖所示，試根據上述信息，判斷以下說法錯誤的是()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蒸餾所得產品甲是苯甲醇D．操作Ⅲ過濾所得產品乙是苯甲酸鉀解析：D由流程可知，苯甲醛與KOH反應生成苯甲醇、苯甲酸鉀，然后加水、乙醚萃取苯甲醇，則乙醚溶液中含苯甲醇，操作Ⅱ為蒸餾，得到產品甲為苯甲醇；水溶液中含苯甲酸鉀，加鹽酸發生強酸制取弱酸的反應，生成苯甲酸，苯甲酸的溶解度小，則操作Ⅲ為過濾，則產品乙為苯甲酸。A項，操作Ⅰ分離乙醚與水溶液，則為萃取分液，正確；B項，由上述分析可知，乙醚溶液中所溶解的主要成分是苯甲醇，正確；C項，操作Ⅱ分離互溶的乙醚、苯甲醇，蒸餾所得產品甲是苯甲醇，正確；D項，由上述分析，操作Ⅲ為過濾，則產品乙為苯甲酸，錯誤。2．(2021·長沙市明德中學高三一模)硼氫化鈉(NaBH4)吸濕性強，是最常用的還原劑之一，偏硼酸鈉(NaBO2)制備提純NaBH4的流程如下，下列有關說法錯誤的是()A．合成反應中H2作還原劑B．萃取是利用系統中組分在溶劑中溶解度不同的分離操作C．操作X中用到直型冷凝管D．化合物X可循環利用解析：AA．合成反應為NaBO2＋2SiO2＋4Na＋2H2=NaBH4＋2Na2SiO3，NaBH4中H元素化合價為－1，化合價從0價降至－1，反應中氫氣作氧化劑，A錯誤；B.萃取是利用系統中組分在溶劑中溶解度不同的分離操作，B正確；C.操作X為蒸餾，用到直型冷凝管起回流冷凝作用，C正確；D.化合物X是(CH3)2CHNH2，可以在萃取中循環利用，D正確。3．(2021·山東青島市高三其他模擬)鈦酸酯偶聯劑(C57H106O7Ti)可用于碳酸鈣等進行有機化合物改性，使其可與聚乙烯、聚丙烯等融合，從而改善塑料性能。合成方法如圖，下列說法錯誤的是()A．流程中“氣體X”為氨氣，“操作1”為過濾B．“反應釜1”中的反應均為非氧化還原反應C．反應釜2中，鈦酸四異丙酯與油酸發生取代反應，物質的量之比為1∶3D．反應釜2在常溫混合攪拌階段需要冷凝回流溶液，由此判斷該反應為吸熱反應解析：DA．由反應物四氯化鈦，異丙醇、氣體X和生成物氯化銨、鈦酸四異丙酯，可推知氣體X為NH3。操作1過后將固體與液體分離，可知操作1為過濾，故A正確；B.由A對反應物與生成物的分析可知，反應前后，各元素化合價均未發生變化，所以“反應釜”中發生的是非氧化還原反應，故B正確；C.鈦酸四異丙酯的分子式為C12H28O4Ti，而鈦酸酯偶聯劑的分子式為C57H106O7Ti，油酸分子式為C18H34O2，對比分子式可知鈦酸四異丙酯與油酸發生取代反應，物質的量之比為1∶3，故C正確；D.反應釜2在常溫混合階段需冷凝回流，說明該反應過程放出大量熱，由此判斷該反應為放熱反應，故D錯誤。4．白銀(Ag)是高新技術產業的基礎材料之一，從一種光盤金屬層中回收少量白銀(金屬層中其它金屬含量過低，對實驗的影響可忽略)的流程如下：下列敘述不正確的是()A．“氧化”階段需在80℃條件下進行，可用水浴加熱B．“操作1”所用到的玻璃儀器是玻璃棒、燒杯、漏斗C．若“還原”過程通過原電池來實現，則N2為正極產物D．“還原”過程中參加反應的n[Ag(NH3)eq\o\al(＋,2)]∶n[N2H4·H2O]＝4∶1解析：CA．“氧化”階段需在80℃條件下進行，可用水浴加熱的方法控制80℃，故A正確；B.“操作1”為過濾，所用到的玻璃儀器是玻璃棒、燒杯、漏斗，故B正確；C.反應中N2H4·H2O生成氮氣，發生氧化反應，為負極反應，則N2為負極產物，故C錯誤；D.“還原”過程中涉及的反應為4Ag(NH3)eq\o\al(＋,2)＋N2H4·H2O=4Ag↓＋N2↑＋4NHeq\o\al(＋,4)＋4NH3↑＋H2O，參加反應的n[Ag(NH3)eq\o\al(＋,2)]∶n[N2H4·H2O]＝4∶1，故D正確。5．工業電解精煉銅的溶液中含有Zn2＋、Cu2＋等離子，實驗室設計分離出Zn2＋并制取膽礬的流程如下：已知：Zn2＋與NaOH的反應與Al3＋類似。下列說法錯誤的是()A．濾液1與過量硫酸反應的離子方程式為ZnOeq\o\al(2－,2)＋4H＋=Zn2＋＋2H2OB．操作①和②中用到的玻璃儀器完全相同C．系列操作②包括蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥D．可用酒精洗滌膽礬晶體，除去表面的雜質解析：BA．濾液1與過量硫酸反應的離子方程式為ZnOeq\o\al(2－,2)＋4H＋=Zn2＋＋2H2O，故A正確；B.操作①是過濾操作，需要的玻璃儀器是漏斗、燒瓶、玻璃棒；操作②包括蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥，需要的玻璃儀器是漏斗、燒瓶、玻璃棒、蒸發皿，故B錯誤；C.硫酸銅藍色溶液經過操作②結晶出膽礬，操作②包括蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥，故C正確；D.無水乙醇洗滌晶體最主要的原因是清除晶體上水和水中帶的離子，而且對于晶體的溶解能很小，同時易揮發不容易帶來污染，可用酒精洗滌膽礬晶體，除去表面的雜質，故D正確。6．綠原酸(C16H18O9)具有較廣泛的抗菌、抗病毒、抗氧化作用，利用乙醚、60%乙醇浸泡杜仲干葉，得到提取液，進一步獲得綠原酸粗產品的一種工藝流程如圖，下列說法錯誤的是()A．得到有機層的實驗操作為萃取分液B．減壓蒸餾的目的防止溫度過高，綠原酸變質C．綠原酸在溫水中的溶解度小于冷水中的溶解度D．綠原酸粗產品可以通過重結晶進一步提純解析：CA．綠原酸為有機酸，更易溶于有機溶劑，加入乙酸乙酯后綠原酸被萃取到有機層，有機層與水層互不相溶，應采用分液法分離，A項正確；B.綠原酸具有