Question

【題目】咖啡因是一種生物堿（易溶于水及乙醇，熔點234.5℃，100℃以上開始升華），有興奮大腦神經和利尿等作用。茶葉中含咖啡因約1%~5%、單寧酸（Ka約為104，易溶于水及乙醇）約3%~10%，還含有色素、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，冷凝后滴入濾紙套筒1中，與茶葉末接觸，進行萃取。萃取液液面達到虹吸管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，采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______________。“蒸餾濃縮”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）可采用如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并小火加熱，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______________。

Answer 1

【答案】增加固液接觸面積，提取充分 沸石 乙醇易揮發，易燃 使用溶劑少，可連續萃取（萃取效率高） 乙醇沸點低，易濃縮 AC 單寧酸 水 升華

【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；由于需要加熱，為防止液體暴沸，加熱前還要加入幾粒沸石；

（2）由于乙醇易揮發，易燃燒，為防止溫度過高使揮發出的乙醇燃燒，因此提取過程中不可選用明火直接加熱；根據題干中的已知信息可判斷與常規的萃取相比較，采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，冷凝后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，答案選AC。

（4）由于茶葉中還含有單寧酸，且單寧酸也易溶于水和乙醇，因此濃縮液中加入氧化鈣的作用是中和單寧酸，同時也吸收水；

（5）根據已知信息可知咖啡因在100℃以上時開始升華，因此該分離提純方法的名稱是升華。