Question

實驗室制備環己酮的反應原理為：其反應的裝置示意圖如圖1（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：

物質	沸點（℃）	密度（g?cm-3，20℃）	溶解性
環己醇	161.1（97.8）	0.9624	能溶于水
環己酮	155.6（95）	0.9478	微溶于水
飽和食鹽水	108.0	1.3301
水	100.0	0.9982

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）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）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

 

．
（3）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

 

．
（4）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的關系如圖2．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范圍應控制在

 

．
a．2.0～2.5    b．3.0～3.5    c．4.0～4.5．

Answer 1

考點：制備實驗方案的設計

專題：實驗題

分析：（1）①根據儀器的構造和特點來回答；
②蒸餾操作時，一段時間后發現未通冷凝水，為防止冷凝管炸裂，應該等到裝置冷卻后再通冷凝水；
③根據環己酮和水形成的具有固定組成的混合物的沸點和水的沸點相近來回答；
（2）重鉻酸鈉是一種有毒物質，次氯酸液具有強氧化性，據此回答；
（3）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；
（4）由表中數據可知，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．

解答： 解：（1）①儀器B的名稱是分液漏斗，故答案為：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，故答案為：停止加熱，冷卻后通自來水；
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，故答案為：環已酮和水形成具有固定組成的恒沸物一起蒸出；
（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：避免使用有毒的Na₂Cr₂O₇；（3）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：c d b a；
②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；
（4）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．

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．