Question

某化學(xué)研究小組欲探究從茶葉提取咖啡因并測(cè)定其含量，設(shè)計(jì)了探究實(shí)驗(yàn)步驟如下：
步驟1（浸�。�：稱(chēng)取50克干燥的茶葉，研碎，置于大燒杯中加水煮沸15～20分鐘后，過(guò)濾，棄去茶葉渣．向?yàn)V液中加入適量熟石灰，過(guò)濾，棄去濾渣．
步驟2（提純）：將濾液轉(zhuǎn)移至蒸發(fā)皿中，濃縮至30mL；冷卻；轉(zhuǎn)移至某儀器中；加入氯仿15mL，分離棄去水層．將氯仿層轉(zhuǎn)入蒸餾燒瓶中，水浴蒸餾，再轉(zhuǎn)入小燒
杯中，水浴蒸去氯仿，得到咖啡因粗品
步驟3（稱(chēng)量）：稱(chēng)量步驟2的產(chǎn)品．讀數(shù)如圖所示．
已知：含結(jié)晶水的咖啡因?yàn)榘咨�針狀結(jié)晶粉末，味苦．能溶于水、乙醇，易溶于熱水、氯仿等．在100℃時(shí)失去結(jié)晶水，開(kāi)始升華，120℃升華顯著，178℃以上升華加快．無(wú)水咖啡因的熔點(diǎn)是238℃．在植物中，咖啡因常與有機(jī)酸等結(jié)合呈鹽的形式而存在．
請(qǐng)回答下列問(wèn)題
（1）從植物中提取物質(zhì)的一般思路是：取樣--研碎--浸取--過(guò)濾（得可溶性被提取物質(zhì)）--提純或濃縮濾液中有效成分．到目前為止，你所了解的提純物質(zhì)的常見(jiàn)方法有

 

、

 

、

 

、

 

．
（2）步驟 1中，過(guò)濾操作中所需要的玻璃儀器有

 

．
（3）步驟1中，加入熟石灰的作用是

 

．可以代替熟石灰的試劑是

 

．
A．Na₂SO₄B．Na₂CO₃C．Ba（OH）₂    D．生石灰
（4）步驟2中，“某儀器”為

 

，“將氯仿層轉(zhuǎn)入蒸餾燒瓶，水浴蒸餾”的目的是

 

．
（5）請(qǐng)計(jì)算樣品中咖啡因的含量

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：探究物質(zhì)的組成或測(cè)量物質(zhì)的含量

專(zhuān)題：

分析：（1）依據(jù)提純物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)方法分析回答；
（2）依據(jù)過(guò)濾實(shí)驗(yàn)裝置和操作需要的玻璃儀器分析；
（3）無(wú)水咖啡因的熔點(diǎn)是238℃．在植物中，咖啡因常與有機(jī)酸等結(jié)合呈鹽的形式而存在，加入熟石灰與有機(jī)酸反應(yīng)，生成沉淀，使咖啡因容易提�。惶娲�熟石灰需要沉淀有機(jī)酸，AB是鈉鹽不能沉淀有機(jī)酸，氫氧化鋇和氧化鈣可以沉淀有機(jī)酸進(jìn)行分離；
（4）步驟2是堿性萃取分液，需要儀器為分液漏斗，將氯仿層轉(zhuǎn)入蒸餾燒瓶，水浴蒸餾，控制溫度分離提純氯仿；
（5）天平讀出稱(chēng)取粗品質(zhì)量為1.4g，計(jì)算咖啡因含量．

解答： 解：（1）從植物中提取物質(zhì)的一般思路是：取樣--研碎--浸取--過(guò)濾（得可溶性被提取物質(zhì)）--提純或濃縮濾液中有效成分，提純物質(zhì)的常見(jiàn)方法有，過(guò)濾法、重結(jié)晶法、蒸發(fā)結(jié)晶法、萃取分液法、紙上層析法、蒸餾法等，
故答案為：過(guò)濾法；重結(jié)晶法；蒸發(fā)結(jié)晶法；萃取分液法、紙上層析法、蒸餾法等；
（2）過(guò)濾操作中所需要的玻璃儀器有燒杯、玻棒、漏斗，故答案為：燒杯、玻棒、漏斗；
（3）咖啡因常與有機(jī)酸等結(jié)合呈鹽的形式而存在，加入熟石灰與有機(jī)酸反應(yīng)，生成沉淀，使咖啡因容易提取，步驟1中，加入熟石灰的作用是與有機(jī)酸反應(yīng)，生成沉淀，使咖啡因容易提��；替代熟石灰需要沉淀有機(jī)酸，AB是鈉鹽不能沉淀有機(jī)酸，氫氧化鋇和氧化鈣可以沉淀有機(jī)酸進(jìn)行分離，CD符合；
故答案為：與有機(jī)酸反應(yīng)，生成沉淀，使咖啡因容易提��； CD；
（4）將濾液轉(zhuǎn)移至蒸發(fā)皿中，濃縮至30mL；冷卻；轉(zhuǎn)移至分液漏斗中；加入氯仿15mL，分離棄去水層．將氯仿層轉(zhuǎn)入蒸餾燒瓶中，水浴蒸餾，目的是分離回收氯仿，再轉(zhuǎn)入小燒杯中，水浴蒸去氯仿，得到咖啡因粗品，
故答案為：分液漏斗； 分離回收氯仿；
（5）天平讀出稱(chēng)取粗品質(zhì)量為1.4g，計(jì)算樣品中咖啡因的含量=

1.4g

50g/mol

×100%=2.8%，故答案為：2.8%．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)分離提純的實(shí)驗(yàn)方法，過(guò)程分析判斷，實(shí)驗(yàn)基本操作，主要是題干信息和物質(zhì)性質(zhì)的理解應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．