Question

某化学研究小组欲探究从茶叶提取咖啡因并测定其含量，设计了探究实验步骤如下：
步骤1（浸取）：称取50克干燥的茶叶，研碎，置于大烧杯中加水煮沸15～20分钟后，过滤，弃去茶叶渣．向滤液中加入适量熟石灰，过滤，弃去滤渣．
步骤2（提纯）：将滤液转移至蒸发皿中，浓缩至30mL；冷却；转移至某仪器中；加入氯仿15mL，分离弃去水层．将氯仿层转入蒸馏烧瓶中，水浴蒸馏，再转入小烧
杯中，水浴蒸去氯仿，得到咖啡因粗品
步骤3（称量）：称量步骤2的产品．读数如图所示．
已知：含结晶水的咖啡因为白色针状结晶粉末，味苦．能溶于水、乙醇，易溶于热水、氯仿等．在100℃时失去结晶水，开始升华，120℃升华显著，178℃以上升华加快．无水咖啡因的熔点是238℃．在植物中，咖啡因常与有机酸等结合呈盐的形式而存在．
请回答下列问题
（1）从植物中提取物质的一般思路是：取样--研碎--浸取--过滤（得可溶性被提取物质）--提纯或浓缩滤液中有效成分．到目前为止，你所了解的提纯物质的常见方法有

 

、

 

、

 

、

 

．
（2）步骤 1中，过滤操作中所需要的玻璃仪器有

 

．
（3）步骤1中，加入熟石灰的作用是

 

．可以代替熟石灰的试剂是

 

．
A．Na₂SO₄B．Na₂CO₃C．Ba（OH）₂    D．生石灰
（4）步骤2中，“某仪器”为

 

，“将氯仿层转入蒸馏烧瓶，水浴蒸馏”的目的是

 

．
（5）请计算样品中咖啡因的含量

 

．

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量

专题：

分析：（1）依据提纯物质的实验方法分析回答；
（2）依据过滤实验装置和操作需要的玻璃仪器分析；
（3）无水咖啡因的熔点是238℃．在植物中，咖啡因常与有机酸等结合呈盐的形式而存在，加入熟石灰与有机酸反应，生成沉淀，使咖啡因容易提取；替代熟石灰需要沉淀有机酸，AB是钠盐不能沉淀有机酸，氢氧化钡和氧化钙可以沉淀有机酸进行分离；
（4）步骤2是碱性萃取分液，需要仪器为分液漏斗，将氯仿层转入蒸馏烧瓶，水浴蒸馏，控制温度分离提纯氯仿；
（5）天平读出称取粗品质量为1.4g，计算咖啡因含量．

解答： 解：（1）从植物中提取物质的一般思路是：取样--研碎--浸取--过滤（得可溶性被提取物质）--提纯或浓缩滤液中有效成分，提纯物质的常见方法有，过滤法、重结晶法、蒸发结晶法、萃取分液法、纸上层析法、蒸馏法等，
故答案为：过滤法；重结晶法；蒸发结晶法；萃取分液法、纸上层析法、蒸馏法等；
（2）过滤操作中所需要的玻璃仪器有烧杯、玻棒、漏斗，故答案为：烧杯、玻棒、漏斗；
（3）咖啡因常与有机酸等结合呈盐的形式而存在，加入熟石灰与有机酸反应，生成沉淀，使咖啡因容易提取，步骤1中，加入熟石灰的作用是与有机酸反应，生成沉淀，使咖啡因容易提取；替代熟石灰需要沉淀有机酸，AB是钠盐不能沉淀有机酸，氢氧化钡和氧化钙可以沉淀有机酸进行分离，CD符合；
故答案为：与有机酸反应，生成沉淀，使咖啡因容易提取； CD；
（4）将滤液转移至蒸发皿中，浓缩至30mL；冷却；转移至分液漏斗中；加入氯仿15mL，分离弃去水层．将氯仿层转入蒸馏烧瓶中，水浴蒸馏，目的是分离回收氯仿，再转入小烧杯中，水浴蒸去氯仿，得到咖啡因粗品，
故答案为：分液漏斗； 分离回收氯仿；
（5）天平读出称取粗品质量为1.4g，计算样品中咖啡因的含量=

1.4g

50g/mol

×100%=2.8%，故答案为：2.8%．

点评：本题考查了物质分离提纯的实验方法，过程分析判断，实验基本操作，主要是题干信息和物质性质的理解应用，掌握基础是关键，题目难度中等．