Giải sách bài tập Hóa học 11 Kết nối bài 11: Phương pháp tách biệt và phương tinh chế hợp chất hữu cơ
Hướng dẫn giải bài 11: Phương pháp tách biệt và phương tinh chế hợp chất hữu cơ SBT Hóa học 11 kết nối. Đây là sách bài tập nằm trong bộ sách "Kết nối tri thức" được biên soạn theo chương trình đổi mới của Bộ giáo dục. Hi vọng, với cách hướng dẫn cụ thể và giải chi tiết học sinh sẽ nắm bài học tốt hơn.
Bài tập 11.1: Chưng cất là phương pháp tách chất dựa vào sự khác nhau về tính chất vật lí (ở một áp suất nhất định) nào sau đây của các chất trong hỗn hợp?
A. Nhiệt độ sôi. B. Nhiệt độ nóng chảy.
C. Độ tan. D. Màu sắc.
Hướng dẫn trả lời:
Chọn đáp án A.
Chưng cất là phương pháp tách chất dựa vào sự khác nhau về nhiệt độ sôi của các chất trong hỗn hợp ở một áp suất nhất định.
Bài tập 11.2: Chiết là phương pháp dùng một dung môi thích hợp hoà tan chất cần tách chuyển sang pha lỏng (gọi là dịch chiết) và chất này được tách ra khỏi hỗn hợp các chất còn lại. Tách lấy dịch chiết, giải phóng dung môi sẽ thu được
A. chất cần tách. B. các chất còn lại.
C. hỗn hợp ban đầu. D. hợp chất khí.
Hướng dẫn trả lời:
Chọn đáp án A.
Chiết là phương pháp dùng một dung môi thích hợp hoà tan chất cần tách chuyển sang pha lỏng (gọi là dịch chiết) và chất này được tách ra khỏi hỗn hợp các chất còn lại. Tách lấy dịch chiết, giải phóng dung môi sẽ thu được chất cần tách.
Bài tập 11.3: Dung môi thích hợp được lựa chọn trong phương pháp kết tinh thường là dung môi trong đó độ tan của chất cần tinh chế
A. không thay đổi khi thay đổi nhiệt độ của dung dịch.
B. tăng nhanh khi tăng nhiệt độ, tan kém ở nhiệt độ thường.
C. giảm nhanh khi tăng nhiệt độ, tan tốt ở nhiệt độ thường.
D. lớn ở nhiệt độ thường và nhỏ ở nhiệt độ cao.
Hướng dẫn trả lời:
Chọn đáp án B.
Dung môi thích hợp được lựa chọn trong phương pháp kết tinh thường là dung môi trong đó độ tan của chất cần tinh chế tăng nhanh khi tăng nhiệt độ, tan kém ở nhiệt độ thường.
Bài tập 11.4: Trong phương pháp sắc kí, hỗn hợp lỏng hoặc khí của các chất cần tách là pha động. Pha động tiếp xúc liên tục với pha tĩnh là một chất rắn có diện tích bề mặt rất lớn, có khả năng hấp phụ ...(1)... với các chất trong hỗn hợp cần tách, khiến cho các chất trong hỗn hợp di chuyển với tốc độ ...(2)... và tách ra khỏi nhau. Cụm từ thích hợp điền vào chỗ trống (1) và (2) lần lượt là
A. (1) giống nhau và (2) giống nhau. B. (1) khác nhau và (2) khác nhau.
C. (1) khác nhau và (2) giống nhau. D. (1) giống nhau và (2) khác nhau.
Hướng dẫn trả lời:
Chọn đáp án B.
Trong phương pháp sắc kí, hỗn hợp lỏng hoặc khí của các chất cần tách là pha động. Pha động tiếp xúc liên tục với pha tĩnh là một chất rắn có diện tích bề mặt rất lớn, có khả năng hấp phụ khác nhau với các chất trong hỗn hợp cần tách, khiến cho các chất trong hỗn hợp di chuyển với tốc độ khác nhau và tách ra khỏi nhau.
Bài tập 11.5: Trong quá trình chưng cất dầu thô, người ta thu được nhiều phân đoạn dầu mỏ trong đó có xăng (thành phần chính là hỗn hợp các hydrocarbon có số nguyên tử C từ 4 đến 12, nhiệt độ sôi khoảng từ 40 °C đến 200 °C) và dầu hoả (thành phần chính là hỗn hợp các hydrocarbon có số nguyên tử C từ 12 đến 16, nhiệt độ sôi khoảng từ 200 °C đến 250 °C). Sản phẩm thu được ở 150 °C đến 200 °C là
A. xăng. B. dầu hoả.
C. xăng và dầu hoả. D. dầu hoả và xăng.
Hướng dẫn trả lời:
Chọn đáp án C.
Sản phẩm thu được ở 150 °C đến 200 °C là xăng và dầu hoả (chủ yếu là xăng).
Bài tập 11.6: Thêm benzene vào ống nghiệm đựng dung dịch nước bromine. Sau một thời gian quan sát thấy màu đỏ nâu của bromine
A. chủ yếu trong lớp nước. B. chủ yếu trong lớp benzene.
C. phân bố đồng đều ở hai lớp. D. bị mất màu hoàn toàn.
Hướng dẫn trả lời:
Chọn đáp án B.
Khi cho benzenne vào ống nghiệm chứa nước bromine, lắc kĩ rồi để yên. Chất lỏng trong ống nghiệm sẽ tách thành hai lớp: Lớp chất lỏng trên là dung dịch bromine trong benzen có màu đỏ nâu (phần này do benzenne tan trong bromine tạo nên), lớp dưới là nước trong suốt.
Bài tập 11.7: Xét ba yêu cầu: (a) không hòa tan tạp chất; (b) không có tương tác hoá học với chất kết tinh; (c) dễ bay hơi, dễ kiếm, rẻ tiền. Trong ba yêu cầu này, có bao nhiêu yêu cầu là cần thiết đối với dung môi được lựa chọn trong phương pháp kết tinh?
A. 0. B. 1. C. 2. D. 3.
Hướng dẫn trả lời:
Chọn đáp án D.
Các yêu cầu là cần thiết đối với dung môi được lựa chọn trong phương pháp kết tinh là không hòa tan tạp chất; không có tương tác hoá học với chất kết tinh và dễ bay hơi, dễ kiếm, rẻ tiền.
Bài tập 11.8: Một học sinh muốn tách một hỗn hợp gồm benzoic acid, naphthalene và n-butylamine hoà tan trong ether. Đầu tiên, bạn học sinh thêm vào hỗn hợp dung dịch HCl và chiết phần dung dịch nước thì thu được dung dịch A. Sau đó, bạn thêm dung dịch NaOH vào phần còn lại và chiết phần dung dịch nước thì thu được dung dịch B. Phần còn lại là dung dịch C. Xác định các chất được chuyển vào các dung dịch A, B và C.
Hướng dẫn trả lời:
Dung dịch A chứa n-butylamine do chất này có nhóm –NH2 có tính base (tương tự NH3) phản ứng với acid tạo muối (dạng ion) tan tốt trong nước.
n-C4H9NH2 + HCl → n-C4H9NH3 + Cl-
Dung dịch B chứa benzoic acid do chất này có nhóm –COOH có tính acid (tương tự CH3COOH) phản ứng với base tạo muối (dạng ion) tan tốt trong nước.
C6H5COOH + NaOH → C6H5COO-Na+ + H2O
Dung dịch C chứa naphthalene tan trong ether do chất này không phân cực, gần như không tan trong nước.
Bài tập 11.9: Để tách đường saccharose (succrose, C12H22O11) từ nước mía (đã làm sạch tạp chất rắn và tạp chất màu), người ta dùng phương pháp kết tinh lại. Nhược điểm của việc đun nóng nước đường để bay hơi nước và kết tinh đường là ở nhiệt độ cao, dung dịch nước đường đặc có thể bị caramel hóa (chuyển qua màu vàng nâu và có mùi đặc trưng) hoặc than hóa (chuyển thành carbon màu đen). Đề xuất biện pháp kết tinh đường tránh hiện tượng caramel hóa và than hóa này.
Hướng dẫn trả lời:
Để tránh hiện tượng caramel hóa hoặc than hoá, người ta có thể sử dụng biện pháp kết tinh lại dưới áp suất thấp (nhiệt độ sôi phụ thuộc áp suất bề mặt, khi áp suất thấp, nước bay hơi ở nhiệt độ thấp hơn và như vậy quá trình kết tinh lại sẽ diễn ra ở nhiệt độ thấp, không xảy ra hiện tượng caramel hóa hoặc than hóa). Người ta cũng có thể sử dụng mầm kết tinh để kết tinh đường từ dung dịch đậm đặc ở điều kiện thường.
Bài tập 11.10: Phương pháp sắc kí giấy được áp dụng để xét nghiệm độ tinh khiết của các hóa chất trong dược khoa, phát hiện thuốc trừ sâu, thuốc diệt côn trùng trong thức ăn,... Sự tách các chất bằng phương pháp sắc kí giấy dựa chủ yếu trên sự khác nhau về sự phân bố của của các chất trên giấy (cellulose) tẩm nước. Loại chất nào sẽ di chuyển nhanh và loại chất nào sẽ di chuyển chậm trên pha tĩnh là cellulose này?
Hướng dẫn trả lời:
Cellulose là một hợp chất phân cực, hấp phụ tốt các chất phân cực, nên các chất càng kém phân cực sẽ di chuyển càng nhanh và càng phân cực sẽ di chuyển càng chậm trên pha tĩnh này.