Question

【題目】實(shí)驗(yàn)室制備環(huán)己酮的反應(yīng)原理：

其反應(yīng)的裝置示意圖如下（夾持裝置、加熱裝置略去）：

環(huán)己醇、環(huán)己酮、飽和食鹽水和水的部分物理性質(zhì)見(jiàn)下表（注：括號(hào)中的數(shù)據(jù)表示該有機(jī)物與水形成的具有固定組成的混合物的沸點(diǎn)）

物質(zhì)	沸點(diǎn)（℃）	密度（g·cm－3, 20℃）	溶解性
環(huán)己醇	161.1（97.8）	0.962	能溶于水
環(huán)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(shí)驗(yàn)中通過(guò)裝置B將酸性Na2Cr2O7溶液加到盛有環(huán)己醇的A中，在55～60℃進(jìn)行反應(yīng)。反應(yīng)完成后，加入適量水，蒸餾，收集95 ~ 100℃的餾分，得到主要含環(huán)己酮粗品和水的混合物。

① 儀器B的名稱是 。

② 蒸餾操作時(shí)，一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)未通冷凝水，應(yīng)采取的正確方法是 。

③ 蒸餾不能分離環(huán)己酮和水的原因是 。

（2）環(huán)己酮的提純需要經(jīng)過(guò)以下一系列的操作：

a．蒸餾，收集151~ 156℃餾分，得到精品

b．過(guò)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(wú)水MgSO4固體，除去有機(jī)物中少量水

① 上述操作的正確順序是 （填序號(hào)）。

② 在上述操作c中，加入NaCl固體的作用是 。

（3）環(huán)己酮是一種常用的萃取劑，以環(huán)己酮為成分之一的萃取液對(duì)金屬離子的萃取率與pH的關(guān)系如上圖�，F(xiàn)有某鈷礦石的鹽酸浸出液, 浸出液含有的陽(yáng)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(shí)驗(yàn)中原料用量：20mL環(huán)己醇、酸性Na2Cr2O7溶液10mL，最終稱得產(chǎn)品質(zhì)量為14.7g，則所得環(huán)己酮的產(chǎn)率為 （百分?jǐn)?shù)精確到0.1）。

（5）實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的含鉻廢液易污染環(huán)境，可將Cr2O72－轉(zhuǎn)化為Cr3＋，再轉(zhuǎn)化為Cr（OH）3沉淀除去，為使Cr3＋濃度小于1×10-5mol/L，應(yīng)調(diào)節(jié)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(lái)水 （1分）

③環(huán)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(huán)己酮在水中的溶解度，減少產(chǎn)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(jù)儀器構(gòu)造可知儀器B的名稱是分液漏斗；

②蒸餾操作時(shí)，一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)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(yīng)該等到裝置冷卻后再通冷凝水；

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

（2）①聯(lián)系制取肥皂的鹽析原理，即增加水層的密度，有利于分層，環(huán)己酮的提純時(shí)應(yīng)首先加入NaCl固體，使水溶液的密度增大，將水與有機(jī)物更容易分離開(kāi)來(lái)，然后向有機(jī)層中加入無(wú)水MgSO4，除去有機(jī)物中少量的水，然后過(guò)濾，除去硫酸鎂晶體，再進(jìn)行蒸餾即可，故答案為：c d b a；

②加入NaCl固體，降低環(huán)己酮在水中的溶解度，減少產(chǎn)物的損失。同時(shí)使水溶液的密度增大，將水與有機(jī)物更容易分離開(kāi)來(lái)；

（3）由萃取劑對(duì)金屬離子的萃取率與pH的關(guān)系可知，調(diào)節(jié)溶液PH在3.0～3.5之間，可使Mn2+完全沉淀，并防止Co2+轉(zhuǎn)化為Co（OH）2沉淀，故答案為：b；

（5）根據(jù)氫氧化鉻的溶度積常數(shù)可知Cr3＋濃度＝1×10-5mol/L時(shí)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(yīng)調(diào)節(jié)溶液的pH為5.6。