Question

環己酮是一種重要的有機化工原料。實驗室合成環己酮的反應如下：

環己醇和環己酮的部分物理性質見下表：

物質	相對分子質量	沸點(℃)	密度(g·cm—3、20 ℃)	溶解性
環己醇	100	161.1	0.9624	能溶于水和醚
環己酮	98	155.6	0.9478	微溶于水，能溶于醚

 

現以20mL環己醇與足量Na₂Cr₂O₇和硫酸的混合液充分反應，制得主要含環己酮和水的粗產品，然后進行分離提純。其主要步驟有(未排序)：

A．蒸餾、除去乙醚后，收集151℃~156℃餾分

B．水層用乙醚(乙醚沸點34.6℃，易燃燒)萃取，萃取液并入有機層

C．過濾

D．往液體中加入NaCl固體至飽和，靜置，分液

E．加入無水MgSO₄固體，除去有機物中少量水

回答下列問題：

（1）上述分提純步驟的正確順序是             。

（2）b中水層用乙醚萃取的目的是                 。

（3）從下關于萃取分液操作的敘述中，不正確的是                。

A．水溶液中加入乙醚，轉移至分液漏斗，塞上玻璃塞，如圖用力振蕩

B．振蕩幾次后需打開分液漏斗上口的玻璃塞放氣

C．經幾次振蕩并放氣后，手持分漏斗靜置液體分層

D．分液時，需先將上口玻璃塞打開或玻璃塞上的凹槽對準漏斗上的小孔，再打開旋塞待下層液體全部流盡時，再從上口倒出上層液體

（4）在上述操作D中，加入NaCl固體的作用是  。蒸餾除乙醚的操作中采用的加熱方式為           。

（5）蒸餾操作時，一段時間后發現未通冷凝水，應采取的正確方法是                          。

（6）恢復至室溫時，分離得到純產品體積為12mL，則環己酮的產率約是             。

 

Answer 1

【答案】

（1）D B E C A

（2）使水層中少量的有機物進一步被提取，提高產品的產量

（3）A B C

（4）降低環己酮的溶解度；增加水層的密度，有利于分層   水浴加熱

（5）停止加熱，冷卻后通自來水

（6）60%(60.3%)

【解析】

試題分析：（1）在上述方法中制取的物質環己酮中含有未反應的環己醇。由于環己醇能溶于水和醚，而環己酮微溶于水，能溶于醚，所以提純步驟的正確步驟首先是往液體中加入NaCl固體至飽和，靜置，分液。然后水層用乙醚(乙醚沸點34.6℃，易燃燒)萃取，萃取液并入有機層；再加入無水MgSO₄固體，除去有機物中少量水。接著進行過濾，除去MgSO₄晶體。最后蒸餾、除去乙醚后，收集151℃~156℃餾分即得到純凈的環己酮。（2）在B中水層用乙醚萃取的目的是使水層中少量的有機物進一步被提取，提高產品的產量。（3）混合振蕩：用左手握住分液漏斗活塞，右手壓住分液漏斗口部，把分液漏斗倒轉過來振蕩，使兩種液體充分接觸，振蕩后打開活塞，將漏斗內氣體放出. 分液時，為了使液體能夠順利流出，需先將上口玻璃塞打開或玻璃塞上的凹槽對準漏斗上的小孔，下層液體從下口流出，上層的液體從上口倒出。因此，錯誤的操作為A B C 。（4）在上述操作D中，加入NaCl固體的作用是降低環己酮的溶解度；增加水層的密度，有利于分層。在蒸餾除乙醚的操作中為了減少環己酮的揮發造成的消耗。通常采用的加熱方式為水浴加熱。（5）蒸餾操作時，一段時間后若發現未通冷凝水，應采取的正確方法是停止加熱，冷卻后通自來水，否則會導致冷凝管炸裂。（6）實際產量：m(環己酮)= 0.9478g/ml×12mL= 11.3736g.n(環己酮)=m÷M= 11.3736g÷98g/mol=0.116mol. m(環己醇)= 0.9624g/ml×20ml=19.248g.n(環己醇）= 19.248g ÷100g/mol=0.19248mol .所以環己酮的產率為：(0.116mol÷0.19248mol）×100% =60% 。 

考點：考查化學實驗的步驟、及操作方法、錯誤的糾正方法、試劑的選擇、產品產率的計算等知識。