Question

【題目】環(huán)己酮是重要的化工原料,也是重要的工業(yè)溶劑。實驗室制備環(huán)己酮的原理、有關(guān)數(shù)據(jù)及裝置示意圖如下:

反應(yīng)原理:

反應(yīng)放熱,溫度過高或者重鉻酸鈉過量會進一步氧化.

主要物料及產(chǎn)物的物理參數(shù):

名稱	溶解度	密度	熔點℃	沸點℃	溶解度
					水	乙醚
環(huán)己醇	無色,有刺激性氣味	0.9624	25.93	161.5	5.67g/100mL
環(huán)己酮	無色,有棗激性氣味	0.9478	——	155.7	2.4g/100mL

實驗裝置:

實驗步驟:

①投料:在100mL三頸燒瓶中加入20mL水,慢慢加入5mL濃硫酸搖動,振蕩下緩慢加入5mL(4.8g,0.048mol)環(huán)己醇,并將混合液溫度降至30℃以下。將5g(0.019mol)重鉻酸鈉溶于水得橙紅色溶液備用.

②反應(yīng):將約1/5的重鉻酸鈉溶液加入三頸燒瓶中,充分攪拌使之混合均勻。冷水浴冷卻,控制反應(yīng)溫度在55-60℃。待橙紅色消失后,再將剩余的重鉻酸鈉溶液分四次加入到三頸燒瓶中，當溫度自動下降時,加入4mL甲醇使反應(yīng)液完全變成墨綠色(三價鉻);

③蒸餾:在反應(yīng)瓶中加入30mL水,并改為蒸餾裝置,收集90-99℃之間的餾分(環(huán)己酮與水的共沸物)至無油珠為止;

④萃取、干燥:將餾出液用食鹽飽和后轉(zhuǎn)入分液漏斗中,分出有機層。水層用8mL乙醚提取一次,將乙醚提取液和有機層合并,用無水硫酸鎂干燥;5.蒸餾,收集環(huán)己酮產(chǎn)品2.6g。

請回答下列問題：

（1）裝置A的名稱是.

（2）完成并配平反應(yīng)方程式:

_____+_____Na2Cr2O7+____H2SO4→____+____Na2SO4+____Cr2(SO4)3+___H2O___________

（3）反應(yīng)過程中加入甲醇后有無色氣體生成。加入甲醇的作用是______,請用離子方程式表示反應(yīng)原理________.

（4）步驟4向餾出液加入食鹽的目的是_________,將乙醚提取液和有機層合并的原因是_________.

Answer 1

【答案】分液漏斗 3 +1Na2Cr2O7+4H2SO4→3+1Na2SO4+1Cr2(SO4)3+7H2O(3 1 4 3 1 1 7) 將過量的重鉻酸鈉還原,防止環(huán)己酮繼續(xù)被氧化 CH3OH+Cr2O72-+8H+=CO2↑+2Cr3++6H2O 用鹽析原理,減少環(huán)己酮在水中的溶解度,有利于分層 減少環(huán)己酮在水中溶解造成的損失

【解析】

考查實驗方案設(shè)計與評價，（1）根據(jù)儀器的特點，儀器A的名稱為分液漏斗；（2）反應(yīng)方程式可以寫成C6H12O＋Na2Cr2O7＋H2SO4→C6H10O＋Na2SO4＋Cr2(SO4)3＋H2O，有機物中O化合價顯－2價，H顯＋1價，整個化合價代數(shù)和為0，確認C的價態(tài)，然后用化合價升降法進行配平，即反應(yīng)方程式為3C6H12O＋Na2Cr2O7＋4H2SO4=3C6H10O＋Na2SO4＋Cr2(SO4)3＋7H2O；（3）根據(jù)信息，溫度過高或重鉻酸鈉過量會把環(huán)己酮氧化，因此加入甲醇的目的是除去過量的重鉻酸鈉，防止環(huán)己酮繼續(xù)被氧化，加入甲醇后有氣體產(chǎn)生，說明重鉻酸鈉把CH3OH氧化成CO2，即有CH3OH＋Cr2O72－＋H＋→CO2↑＋Cr3＋＋H2O，然后采用化合價的升降法進行配平，即離子反應(yīng)方程式為CH3OH+Cr2O72－+8H＋=CO2↑+2Cr3＋+6H2O；（4）加入食鹽的目的是降低環(huán)己酮的在水中的溶解度，使之析出，有利于分層；將乙醚提取液和有機層合并的原因是減少環(huán)己酮在水中溶解造成的損失。