Question

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

環己醇、環己酮和水的部分物理性質見下表（*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	相對分子質量	沸點（℃）	密度（g•cm-3，20℃）	溶解性
環己醇	100	161.1（97.8）*	0.9624	能溶于水
環己酮	98	155.6（95）*	0.9478	微溶于水
水	18	100.0	0.9982

（1）已知合成環己酮的反應是放熱反應，反應劇烈將導致體系溫度迅速上升，副反應增多．實驗時，先在合成裝置中加入5.2 mL（5 g）環己醇和幾粒沸石，再加入酸性Na₂Cr₂O₇溶液．酸性Na₂Cr₂O₇溶液的加料方式為B（填代號）．
A．一次性加入
B．緩慢加入
C．無所謂，怎樣加入都可以
（2）若酸性Na₂Cr₂O₇溶液的體積為35 mL，則應選取100mL（填“100 mL”或“250 mL”）的三頸瓶．
（3）反應完成后，加入適量水，蒸餾，收集95～100℃的餾分（設為A），其主要成分是環己酮和水的混合物．
（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，得有機層（設為B）．加入氯化鈉固體的作用是降低有機物在水層得溶解度，有利于液體分層．
（6）在有機層B中加入無水硫酸鎂固體，除去其中的少量水分．過濾，將濾液置于精制裝置中蒸餾，收集B（填代號）的餾分，得到純凈的環己酮．
A.100.0～102.0℃
B.154.0～156.0℃
C.160.0～162.0℃
（7）精制裝置中的錯誤是溫度計的水銀球未與蒸餾燒瓶支管口平齊（或冷凝水進、出口方向顛倒）．（任寫一點）
（8）若最終得到環己酮的質量為3.43 g，則環己酮的產率是70%．

Answer 1

分析 （1）酸性Na₂Cr₂O₇溶液應緩慢加入，防止劇烈反應導致溫度過高；
（2）液體體積一般不能超過容器容積的$\frac{1}{2}$即可；
（3）95℃時得到環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物在水層得溶解度；
（6）環己酮的沸點是155.6℃，所以宜收集154.0～156.0℃的餾分；
（7）溫度計的水銀球未與蒸餾燒瓶支管口平齊，冷凝水進、出口方向顛倒；
（8）根據環己醇計算理論上得到環己酮的質量，產率=$\frac{實際產量}{理論產量}$×100%．

解答 解：（1）合成環己酮的反應是放熱反應，酸性Na₂Cr₂O₇溶液應緩慢加入，防止劇烈反應導致溫度過高，減少副反應發生，
故選：B；
（2）反應液的總體積是40.2mL，液體體積一般不能超過容器容積的$\frac{1}{2}$即可，所以應選擇100mL三頸瓶，
故答案為：100mL；
（3）95℃時得到環己酮和水的恒沸溶液，100℃的餾分是水，所以95～100℃的餾分是環己酮和水的混合物，
故答案為：環己酮和水；
（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口進入，
故答案為：冷凝回流；a；
（5）環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物在水層得溶解度，有利于分層，
故答案為：降低有機物在水層得溶解度，有利于液體分層；
（6）環己酮的沸點是155.6℃，所以宜收集154.0～156.0℃的餾分，
故答案為：B；
（7）裝置中，溫度計的水銀球未與蒸餾燒瓶支管口平齊，冷凝水進、出口方向顛倒，
故答案為：溫度計的水銀球未與蒸餾燒瓶支管口平齊（或冷凝水進、出口方向顛倒）；
（8）5g環己醇理論上得到環己酮為5g×$\frac{98}{100}$=4.9g，所以產率是$\frac{3.43g}{4.9g}$×100%=70%，
故答案為：70%．

點評 本題考查有機化學實驗的反應原理、物質的提純與除雜等，是對學生綜合能力的考查，難度中等．