Question

【題目】實驗室制備環己酮的反應原理：

其反應的裝置示意圖如下（夾持裝置、加熱裝置略去）：

環己醇、環己酮、飽和食鹽水和水的部分物理性質見下表（注：括號中的數據表示該有機物與水形成的具有固定組成的混合物的沸點）

物質	沸點（℃）	密度（g·cm－3, 20℃）	溶解性
環己醇	161.1（97.8）	0.962	能溶于水
環己酮	155.6（95）	0.948	微溶于水
飽和食鹽水	108.0	1.330
水	100.0	0.998

（1）實驗中通過裝置B將酸性Na2Cr2O7溶液加到盛有環己醇的A中，在55～60℃進行反應。反應完成后，加入適量水，蒸餾，收集95 ~ 100℃的餾分，得到主要含環己酮粗品和水的混合物。

① 儀器B的名稱是 。

② 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 。

③ 蒸餾不能分離環己酮和水的原因是 。

（2）環己酮的提純需要經過以下一系列的操作：

a．蒸餾，收集151~ 156℃餾分，得到精品

b．過濾

c．在收集到的粗品中加NaCl固體至飽和，靜置，分液

d．加入無水MgSO4固體，除去有機物中少量水

① 上述操作的正確順序是 （填序號）。

② 在上述操作c中，加入NaCl固體的作用是 。

（3）環己酮是一種常用的萃取劑，以環己酮為成分之一的萃取液對金屬離子的萃取率與pH的關系如上圖。現有某鈷礦石的鹽酸浸出液, 浸出液含有的陽離子主要有H+、Co2+、Mn2+、Al3+，除去Al3+ 后，再利用萃取法分離出MnCl2以得到較為純凈的CoCl2溶液，pH范圍控制在 。

a．2.0～2.5 b．3.0～3.5 c．4.0～4.5

（4）在實驗中原料用量：20mL環己醇、酸性Na2Cr2O7溶液10mL，最終稱得產品質量為14.7g，則所得環己酮的產率為 （百分數精確到0.1）。

（5）實驗產生的含鉻廢液易污染環境，可將Cr2O72－轉化為Cr3＋，再轉化為Cr（OH）3沉淀除去，為使Cr3＋濃度小于1×10-5mol/L，應調節溶液的pH=___________。（已知該條件下Cr（OH）3的Ksp是6.4×10-31， lg2=0.3 lg5=0.7）

Answer 1

【答案】（1）①分液漏斗 （1分） ②停止加熱，冷卻后通自來水 （1分）

③環已酮和水形成具有固定組成的恒沸物一起蒸出 （2分）

（2）①c d b a （2分） ②降低環己酮在水中的溶解度，減少產物的損失；增加水層的密度，有利于分層 （2分） （3）b （2分） （4）78.0% （2分） （5）5.6 （2分）

【解析】

試題分析：（1）①根據儀器構造可知儀器B的名稱是分液漏斗；

②蒸餾操作時，一段時間后發現未通冷凝水，不能立即接通冷凝水，防止驟冷將冷凝管炸裂，應該等到裝置冷卻后再通冷凝水；

③環己酮和水能形成具有固定組成的混合物，具有固定的沸點，蒸餾時能被一起蒸出，所以蒸餾難以分離環己酮和水的混合物．環己酮和水能夠產生共沸，采取蒸餾是不可取的，建議采用精餾；

（2）①聯系制取肥皂的鹽析原理，即增加水層的密度，有利于分層，環己酮的提純時應首先加入NaCl固體，使水溶液的密度增大，將水與有機物更容易分離開來，然后向有機層中加入無水MgSO4，除去有機物中少量的水，然后過濾，除去硫酸鎂晶體，再進行蒸餾即可，故答案為：c d b a；

②加入NaCl固體，降低環己酮在水中的溶解度，減少產物的損失。同時使水溶液的密度增大，將水與有機物更容易分離開來；

（3）由萃取劑對金屬離子的萃取率與pH的關系可知，調節溶液PH在3.0～3.5之間，可使Mn2+完全沉淀，并防止Co2+轉化為Co（OH）2沉淀，故答案為：b；

（5）根據氫氧化鉻的溶度積常數可知Cr3＋濃度＝1×10-5mol/L時溶液中氫氧根的濃度是＝4×10－9mol/L，則溶液中氫離子濃度是2.5×10－6mol/L，因此溶液的pH＝5.6，即應調節溶液的pH為5.6。