Question

18．環(huán)己酮（如圖1）是一種重要的化工原料，實(shí)驗(yàn)室常用下列原理和裝置制備（部分夾持儀器未畫出）（如圖2）：

環(huán)己醇、環(huán)己酮和水的部分物理性質(zhì)見(jiàn)下表（*括號(hào)中的數(shù)據(jù)表示該有機(jī)物與水形成的具有固定組成的混合物的沸點(diǎn)）：

物質(zhì)	相對(duì)分子質(zhì)量	沸點(diǎn)（℃）	密度（g•cm-3，20℃）	溶解性
環(huán)己醇	100	161.1（97.8）*	0.9624	能溶于水
環(huán)己酮	98	155.6（95）*	0.9478	微溶于水
水	18	100.0	0.9982

（1）已知合成環(huán)己酮的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)劇烈將導(dǎo)致體系溫度迅速上升，副反應(yīng)增多．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先在合成裝置中加入5.2 mL（5 g）環(huán)己醇和幾粒沸石，再加入酸性Na₂Cr₂O₇溶液．酸性Na₂Cr₂O₇溶液的加料方式為B（填代號(hào)）．
A．一次性加入
B．緩慢加入
C．無(wú)所謂，怎樣加入都可以
（2）若酸性Na₂Cr₂O₇溶液的體積為35 mL，則應(yīng)選取100mL（填“100 mL”或“250 mL”）的三頸瓶．
（3）反應(yīng)完成后，加入適量水，蒸餾，收集95～100℃的餾分（設(shè)為A），其主要成分是環(huán)己酮和水的混合物．
（4）合成裝置中冷凝管的作用是冷凝回流，冷凝水從冷凝管的a（填“a”或“b”）口進(jìn)入．
（5）在餾分A中加入氯化鈉固體至飽和，振蕩、靜置、分液，得有機(jī)層（設(shè)為B）．加入氯化鈉固體的作用是降低有機(jī)物在水層得溶解度，有利于液體分層．
（6）在有機(jī)層B中加入無(wú)水硫酸鎂固體，除去其中的少量水分．過(guò)濾，將濾液置于精制裝置中蒸餾，收集B（填代號(hào)）的餾分，得到純凈的環(huán)己酮．
A.100.0～102.0℃
B.154.0～156.0℃
C.160.0～162.0℃
（7）精制裝置中的錯(cuò)誤是溫度計(jì)的水銀球未與蒸餾燒瓶支管口平齊（或冷凝水進(jìn)、出口方向顛倒）．（任寫一點(diǎn)）
（8）若最終得到環(huán)己酮的質(zhì)量為3.43 g，則環(huán)己酮的產(chǎn)率是70%．

Answer 1

分析 （1）酸性Na₂Cr₂O₇溶液應(yīng)緩慢加入，防止劇烈反應(yīng)導(dǎo)致溫度過(guò)高；
（2）液體體積一般不能超過(guò)容器容積的$\frac{1}{2}$即可；
（3）95℃時(shí)得到環(huán)己酮和水的恒沸溶液，100℃的餾分是水；
（4）合成裝置中的冷凝管是直立的，未收集生成物，其作用是冷凝回流，采取逆流原理通入冷凝水；
（5）環(huán)己酮的密度與水接近，不容易分層，用飽和食鹽水可降低有機(jī)物在水層得溶解度；
（6）環(huán)己酮的沸點(diǎn)是155.6℃，所以宜收集154.0～156.0℃的餾分；
（7）溫度計(jì)的水銀球未與蒸餾燒瓶支管口平齊，冷凝水進(jìn)、出口方向顛倒；
（8）根據(jù)環(huán)己醇計(jì)算理論上得到環(huán)己酮的質(zhì)量，產(chǎn)率=$\frac{實(shí)際產(chǎn)量}{理論產(chǎn)量}$×100%．

解答 解：（1）合成環(huán)己酮的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，酸性Na₂Cr₂O₇溶液應(yīng)緩慢加入，防止劇烈反應(yīng)導(dǎo)致溫度過(guò)高，減少副反應(yīng)發(fā)生，
故選：B；
（2）反應(yīng)液的總體積是40.2mL，液體體積一般不能超過(guò)容器容積的$\frac{1}{2}$即可，所以應(yīng)選擇100mL三頸瓶，
故答案為：100mL；
（3）95℃時(shí)得到環(huán)己酮和水的恒沸溶液，100℃的餾分是水，所以95～100℃的餾分是環(huán)己酮和水的混合物，
故答案為：環(huán)己酮和水；
（4）合成裝置中的冷凝管是直立的，未收集生成物，所以其作用是冷凝回流，提高原料的利用率，采取逆流原理通入冷凝水，充分冷卻，即冷凝水從冷凝管的a口進(jìn)入，
故答案為：冷凝回流；a；
（5）環(huán)己酮的密度與水接近，不容易分層，用飽和食鹽水可降低有機(jī)物在水層得溶解度，有利于分層，
故答案為：降低有機(jī)物在水層得溶解度，有利于液體分層；
（6）環(huán)己酮的沸點(diǎn)是155.6℃，所以宜收集154.0～156.0℃的餾分，
故答案為：B；
（7）裝置中，溫度計(jì)的水銀球未與蒸餾燒瓶支管口平齊，冷凝水進(jìn)、出口方向顛倒，
故答案為：溫度計(jì)的水銀球未與蒸餾燒瓶支管口平齊（或冷凝水進(jìn)、出口方向顛倒）；
（8）5g環(huán)己醇理論上得到環(huán)己酮為5g×$\frac{98}{100}$=4.9g，所以產(chǎn)率是$\frac{3.43g}{4.9g}$×100%=70%，
故答案為：70%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)原理、物質(zhì)的提純與除雜等，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查，難度中等．