Question

11．己二酸是一種重要的有機(jī)二元酸，主要用于制造尼龍66纖維、尼龍66樹脂和聚氨酯泡沫塑料．己二酸又名肥酸，白色晶體，微溶于水，易溶于醇、醚，可溶于丙酮，微溶于環(huán)己烷和苯．熔點(diǎn)153℃，沸點(diǎn)332.7℃，相對(duì)密度1.360．以環(huán)己酮（沸點(diǎn)155.6℃）為原料，在鎢酸鈉催化下，被雙氧水氧化可得到己二酸．其反應(yīng)方程式如下：+H₂O₂+H₂O

實(shí)驗(yàn)主要步驟如下
（Ⅰ）合成①將0.789g鎢酸鈉、0.32g磺基水楊酸和44mL 30%的過氧化氫水溶液加入如圖1裝置內(nèi)，攪拌約15min．②加入10mL環(huán)己酮，在磁力加熱攪拌器上緩慢加熱至 90℃，回流恒溫反應(yīng)5h．③反應(yīng)結(jié)束，將盛有物料的反應(yīng)瓶冷卻后置于冰水浴中靜置3h，可見有大量晶體析出．
（Ⅱ）分離與提純④待固體析出完全后，抽濾，用少量冰水洗滌，再抽干． ⑤將抽干得到的固體置于70℃的烘箱中干燥2.5h，即得粗產(chǎn)品．⑥粗產(chǎn)品經(jīng)重結(jié)晶提純得到精產(chǎn)品．重結(jié)晶過程加熱溶解→活性炭脫色→趁熱過濾→冷卻結(jié)晶→抽濾→洗滌→干燥．回答下列問題
（1）若步驟③中固體析出不多，應(yīng)采取的操作為將溶液加熱濃縮至25～30mL，再冷卻結(jié)晶．
（2）上述重結(jié)晶過程中的哪一步操作除去了不溶性雜質(zhì)趁熱過濾．
（3）己二酸重結(jié)晶的減壓過濾裝置如圖2所示．
則儀器a的名稱為布氏漏斗，裝置B的作用是防止發(fā)生倒吸，裝置C接在水龍頭上，其作用是抽氣，使吸濾瓶、安全瓶中的壓強(qiáng)減小，減壓過濾的操作有①將含晶體的溶液倒入漏斗；②將濾紙放入漏斗并用水濕潤(rùn)；③打開水龍頭；④關(guān)閉水龍頭；⑤拆下橡皮管．正確的順序是②③①⑤④．
（4）己二酸純度的測(cè)定準(zhǔn)確稱取試樣0.12g于250mL錐形瓶中，加入50mL蒸餾水，稍加熱，待其完全溶解后，加 2～3 滴酚酞指示劑，并用0.1mol•L^-1 NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)（雜質(zhì)不參與反應(yīng)），此時(shí)溶液顏色由無色變?yōu)闇\紅色．滴定前后滴定管中的液面讀數(shù)如圖3所示，則該己二酸晶體樣品中己二酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為97.3%．

Answer 1

分析 以環(huán)己酮為原料在鎢酸鈉催化下，利用雙氧水氧化可得到己二酸，涉及制備、分離提純及產(chǎn)品分析，并對(duì)流程中操作的注意點(diǎn)及操作方法進(jìn)行了討論，可結(jié)合產(chǎn)品的性質(zhì)，反應(yīng)混合物的組成進(jìn)行分析解答；
（1）只有飽和溶液里才有晶體析出，故步驟③從溶液里析出晶體時(shí)中析出不多，可考慮對(duì)反應(yīng)混合液進(jìn)行濃縮，促進(jìn)晶體析出；
（2）當(dāng)混合液里有多種溶質(zhì)時(shí)可結(jié)合溶解度的差異進(jìn)行重結(jié)晶，并選擇趁熱過濾，減少其它固體溶質(zhì)析出，類似于用重結(jié)晶分離KNO₃中混合有少量KCl；
（3）結(jié)合常見儀器可知儀器a為布氏漏斗，裝置B為安全裝置，可防倒吸，連接自來水可通過水流進(jìn)行抽壓，利于B裝置的抽濾分離，可按正常操作順序排序；
（4）滴定終點(diǎn)的分析可借助酚酞在己二酸溶液里的顏色與在氫氧化鈉溶液里的顏色來分析，根據(jù)酸堿中和反應(yīng)的原理，結(jié)合消耗的NaOH溶液的物質(zhì)的量計(jì)算樣品中含有的己二酸的物質(zhì)的量，再計(jì)算純度．

解答 解：（1）若步驟③中固體析出不多，應(yīng)采取的操作為將溶液加熱濃縮至25～30 mL，再冷卻使晶體析出，故答案為：將溶液加熱濃縮至25～30 mL，再冷卻結(jié)晶；
（2）重結(jié)晶過程中的趁熱過濾操作除去了不溶性雜質(zhì)，故答案為：趁熱過濾；
（3）儀器a的名稱為布氏漏斗；裝置B的作用是防止發(fā)生倒吸；裝置C接在水龍頭上起抽氣作用，使吸濾瓶、安全瓶中的壓強(qiáng)減小；減壓過濾的正確操作順序?yàn)棰冖邰佗茛�，故答案為：布氏漏斗；防止發(fā)生倒吸；抽氣，使吸濾瓶、安全瓶中的壓強(qiáng)減��；②③①⑤④；
（4）用0.1 mol•L^-1的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)時(shí)溶液顏色由無色變?yōu)闇\紅色，并在半分鐘內(nèi)不褪色；滴定時(shí)消耗NaOH溶液的體積為18.50-2.50=16.00（mL），NaOH的物質(zhì)的量為0.1mol/L×0.016L=0.0016mol，己二酸的物質(zhì)的量為0.0016mol÷2=0.0008mol，樣品中己二酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{0.0008mol×146g/mol}{0.12g}$×100%=97.3%，故答案為：無色；淺紅色；97.3%．

點(diǎn)評(píng) 本題利用氧化還反應(yīng)原理進(jìn)行物質(zhì)制備，涉及混合物的分離提純及純度分析，綜合性較強(qiáng)，通過練習(xí)對(duì)學(xué)生解題能力的培養(yǎng)有一定幫助，屬中等難度．