咖啡因是一種生物鹼(易溶於水及乙醇,熔點234.5℃,100℃以上開始昇華),有興奮大腦神經和利尿等作用。茶葉...
問題詳情:
咖啡因是一種生物鹼(易溶於水及乙醇,熔點234.5℃,100℃以上開始昇華),有興奮大腦神經和利尿等作用。茶葉中含咖啡因約1%~5%、單寧*(Ka約為10−6,易溶於水及乙醇)約3%~10%,還含有*素、纖維素等。實驗室從茶葉中提取咖啡因的流程如下圖所示。
索氏提取裝置如圖所示。實驗時燒瓶中溶劑受熱蒸發,蒸汽沿蒸汽導管2上升至球形冷凝管,冷凝後滴入濾紙套筒1中,與茶葉末接觸,進行萃取。萃取液液麵達到虹吸管3頂端時,經虹吸管3返回燒瓶,從而實現對茶葉末的連續萃取。回答下列問題:
1.實驗時需將茶葉研細,放入濾紙套筒1中,研細的目的是______________,圓底燒瓶中加入95%乙醇為溶劑,加熱前還要加幾粒______________。
2.提取過程不可選用明火直接加熱,原因是______________,與常規的萃取相比,採用索氏提取器的優點是______________。
3.提取液需經“蒸餾濃縮”除去大部分溶劑,與水相比,乙醇作為萃取劑的優點是______________。“蒸發濃縮”需選用的儀器除了圓底燒瓶、蒸餾頭、溫度計、接收管之外,還有______________(填標號)。
A.直形冷凝管 B.球形冷凝管 C.接收瓶 D.燒杯
4.濃縮液加生石灰的作用是中和____________和吸收__________
5.可採用如上圖所示的簡易裝置分離提純咖啡因。將粉狀物放入蒸發皿中並小火加熱,咖啡因在扎有小孔的濾紙上凝結,該分離提純方法的名稱是______________。
【回答】
1.增加固液接觸面積,提取充分; 沸石
2.乙醇易揮發,易燃; 使用溶劑少,可連續萃取(萃取效率高)
3.乙醇沸點低,易濃縮; AC
4.單寧*; 水
5.昇華
解析:(1)萃取時將茶葉研細可以增加固液接觸面積,從而使提取更充分;由於需要加熱,為防止液體暴沸,加熱前還要加入幾粒沸石;
(2)由於乙醇易揮發,易燃燒,為防止溫度過高揮發出的乙醇燃燒,因此提取過程中不可選用明火直接加熱;根據題幹中的已知資訊可判斷與常規的萃取相比較,採用索式提取器的優點是使用溶劑量少,可連續萃取(萃取效率高);
(3)乙醇是有機溶劑,沸點低,因此與水相比較乙醇作為萃取劑的優點是乙醇沸點低,易濃縮;蒸餾濃縮時需要冷凝管,為防止液體殘留在冷凝管中,應該選用直形冷凝管,而不需要球形冷凝管,A正確,B錯誤;為防止液體揮發,冷凝後得到的餾分需要有接收瓶接收餾分,而不需要燒杯,C正確,D錯誤,*選AC。
(4)由於茶葉中還含有單寧*,且單寧*也易溶於水和乙醇,因此濃縮液中加入氧化鈣作用是中和單寧*,同時也吸收水;
(5)根據已知資訊可知咖啡因在100℃以上時開始昇華,因此該分離提純方法的名稱是昇華。
知識點:物質的分離 提純和檢驗
題型:實驗,探究題
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