Question

3．實驗室合成環己酮的反應、裝置示意圖及有關數據如下：

環己醇、環己酮、飽和食鹽水和水的部分物理性質見下表

物質	沸點（℃）	密度（g•cm-3，20℃）	溶解性
環己醇	161.1（97.8）	0.962 4	能溶于水
環己酮	155.6（95）	0.947 8	微溶于水
飽和食鹽水	108.0	1.330 1
水	100.0	0.998 2

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．
（1）酸性Na₂Cr₂O₇溶液氧化環己醇反應的△H＜0，反應劇烈將導致體系溫度迅速上升，副反應增多．實驗中通過裝置B將酸性Na₂Cr₂O₇溶液（查資料可知Cr是重金屬元素，具有致癌性）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如何滴加酸性Na₂Cr₂O₇溶液打開分液漏斗上邊的玻璃塞，（或含有鉻元素的物質）擰開下邊的活塞，緩慢滴加，用漂粉精和冰醋酸代替酸性Na₂Cr₂O₇溶液也可氧化環己醇制環己酮，用漂粉精和冰醋酸氧化突出的優點是避免使用有致癌危險的Na₂Cr₂O₇（或避免使用含有致癌性鉻元素的物質）．
②蒸餾不能分離環己酮和水的原因是環己酮和水形成具有固定組成的恒沸物一起蒸出．
（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，b．過濾，c．在收集到的餾分中加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cdba（填字母）．
②上述操作b、c中使用的玻璃儀器除燒杯、錐形瓶、玻璃棒外，還需要的玻璃儀器有漏斗、分液漏斗．
③在上述操作c中，加入NaCl固體的作用是增加水層的密度，有利于分層，減小產物的損失．

Answer 1

分析 （1）①放出液體前先要打開塞子；
②重鉻酸鈉是一種有毒物質，次氯酸液具有強氧化性；
（2）①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，出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；
②b、c用到過濾和分液操作；③加入NaCl固體，使水溶液的密度增大．

解答 解：（1）①放出液體前先要打開塞子，緩慢滴加，故答案為：打開分液漏斗上邊的玻璃塞，（或含有鉻元素的物質）擰開下邊的活塞，緩慢滴加；
②漂粉精和冰醋酸反應生成的次氯酸具有較強的氧化性，使用漂粉精和冰醋酸來代替，這樣避免使用有毒的Na₂Cr₂O₇，故答案為：避免使用有致癌危險的Na₂Cr₂O₇（或避免使用含有致癌性鉻元素的物質）；
（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，出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：cdba；
②過濾操作主要用到鐵架臺、燒杯、玻璃棒、漏斗等儀器；分液需要使用分液漏斗和燒杯，故答案為：漏斗、分液漏斗；
③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，故答案為：增加水層的密度，有利于分層，減小產物的損失．

點評 本題通過制取制備環己酮的工藝流程，考查了物質制備方案的設計，題目難度中等，理解工藝流程圖、明確實驗操作與設計及相關物質的性質是解答本題的關鍵，試題充分考查了學生的分析、理解能力及靈活應用所學知識的能力．