1.環(huán)己酮是一種重要的有機(jī)化工原料.實(shí)驗(yàn)室合成環(huán)己酮的反應(yīng)為:
環(huán)己醇和環(huán)己酮的部分物理性質(zhì)見下表:
物質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量沸點(diǎn)(℃)密度(g•cm-3、20℃)溶解性
環(huán)己醇100161.10.9624能溶于水和醚
環(huán)己酮98155.60.9478微溶于水,能溶于醚
現(xiàn)以20mL環(huán)己醇與足量Na2Cr2O7和硫酸的混合液充分反應(yīng),制得主要含環(huán)己酮和水的粗產(chǎn)品,然后進(jìn)行分離提純.其主要步驟有(未排序):
a.蒸餾、除去乙醚后,收集151℃~156℃餾分
b.水層用乙醚(乙醚沸點(diǎn)34.6℃,易燃燒)萃取,萃取液并入有機(jī)層
c.過濾
d.往液體中加入NaCl固體至飽和,靜置,分液
e.加入無水MgSO4固體,除去有機(jī)物中少量水
回答下列問題:
(1)上述分提純步驟的正確順序是dbeca.
(2)b中水層用乙醚萃取的目的是使水層中少量的有機(jī)物進(jìn)一步被提取,提高產(chǎn)品的產(chǎn)量.
(3)從下關(guān)于萃取分液操作的敘述中,不正確的是ABC.
A.水溶液中加入乙醚,轉(zhuǎn)移至分液漏斗,塞上玻璃塞,如圖用力振蕩
B.振蕩幾次后需打開分液漏斗上口的玻璃塞放氣
C.經(jīng)幾次振蕩并放氣后,手持分漏斗靜置液體分層
D.分液時(shí),需先將上口玻璃塞打開或玻璃塞上的凹槽對(duì)準(zhǔn)漏斗上的小孔,再打開旋塞待下層液體全部流盡時(shí),再?gòu)纳峡诘钩錾蠈右后w
(4)在上述操作d中,加入NaCl固體的作用是降低環(huán)己酮的溶解度;增加水層的密度,有利于分層.蒸餾除乙醚的操作中采用的加熱方式為水浴加熱.
(5)蒸餾操作時(shí),一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)未通冷凝水,應(yīng)采取的正確方法是停止加熱,冷卻后通自來水.
(6)恢復(fù)至室溫時(shí),分離得到純產(chǎn)品體積為12mL,則環(huán)己酮的產(chǎn)率約是60%(60.3%).

分析 (1)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)物更容易分離開來,然后向有機(jī)層中加入無水MgSO4,出去有機(jī)物中少量的水,然后過濾,除去硫酸鎂晶體,再進(jìn)行蒸餾即可;
(2)環(huán)己酮在乙醚中的溶解度大于在水中的溶解度,且乙醚和水不互溶,則乙醚能作萃取劑,從而提高產(chǎn)品產(chǎn)量;
(3)A.水溶液中加入乙醚,轉(zhuǎn)移至分液漏斗,塞上玻璃塞,應(yīng)該倒轉(zhuǎn)過來然后用力振蕩;
B.放氣的方法為:漏斗倒置,打開旋塞放氣;
C.經(jīng)幾次振搖并放氣后,分液漏斗放置在鐵架臺(tái)上靜置待液體分層;
D.分液時(shí),需先將上口玻璃塞打開或玻璃塞上的凹槽對(duì)準(zhǔn)漏斗上的小孔,再打開旋塞待下層液體全部流盡時(shí),再?gòu)纳峡诘钩錾蠈右后w;
(4)NaCl能增加水層的密度,降低環(huán)己酮的溶解,有利于分層;乙醚的沸點(diǎn)較低,所以蒸餾時(shí)溫度不宜太高;(5)為防止冷凝管炸裂,應(yīng)該停止加熱;
(6)m(環(huán)己酮)=12mL×0.9478g=11.3736g,根據(jù)環(huán)己醇和環(huán)己酮的關(guān)系式知,參加反應(yīng)的m(環(huán)己醇)=$\frac{11.3736g}{98g/mol}×100g/mol$=11.6057g,m(環(huán)己醇)=20mL×0.9624g/mL=19.248g,據(jù)此計(jì)算產(chǎn)率.

解答 解:(1)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,水與有機(jī)物更容易分離開,然后向有機(jī)層中加入無水MgSO4,除去有機(jī)物中少量的水,然后過濾,除去硫酸鎂晶體,再進(jìn)行蒸餾即可,故答案為d b e c a;
(2)環(huán)己酮在乙醚中的溶解度大于在水中的溶解度,且乙醚和水不互溶,則乙醚能作萃取劑,能將水中的環(huán)己酮萃取到乙醚中,從而提高產(chǎn)品產(chǎn)量,
故答案為:使水層中少量的有機(jī)物進(jìn)一步被提取,提高產(chǎn)品的產(chǎn)量;
(3)A.水溶液中加入乙醚,轉(zhuǎn)移至分液漏斗,塞上玻璃塞,應(yīng)該倒轉(zhuǎn)過來然后用力振蕩,只有如此才能充分混合,故A錯(cuò)誤;
B.放氣的方法為:漏斗倒置,打開旋塞放氣,而不是打開玻璃塞,故B錯(cuò)誤;
C.經(jīng)幾次振搖并放氣后,分液漏斗放置在鐵架臺(tái)上靜置待液體分層,而不是手持分漏斗靜置液體分層
,不符合操作規(guī)范性,故C錯(cuò)誤;
D.分液時(shí),需先將上口玻璃塞打開或玻璃塞上的凹槽對(duì)準(zhǔn)漏斗上的小孔,利用壓強(qiáng)差使液體流出,再打開旋塞待下層液體全部流盡時(shí),為防止產(chǎn)生雜質(zhì),再?gòu)纳峡诘钩錾蠈右后w,故D錯(cuò)誤;
故選ABC;
(4)NaCl能增加水層的密度,降低環(huán)己酮的溶解,且有利于分層;乙醚的沸點(diǎn)較低,所以蒸餾時(shí)溫度不宜太高,所以應(yīng)該采用水浴加熱,
故答案為:降低環(huán)己酮的溶解度,增加水層的密度,有利于分層;水浴加熱;
(5)如果直接將冷水連接冷凝管,餾分溫度如果急劇冷卻會(huì)導(dǎo)致冷凝管炸裂,為防止冷凝管炸裂,應(yīng)該停止加熱,冷卻后通自來水,故答案為:停止加熱,冷卻后通自來水;
(6)m(環(huán)己酮)=12mL×0.9478g=11.3736g,根據(jù)環(huán)己醇和環(huán)己酮的關(guān)系式知,參加反應(yīng)的m(環(huán)己醇)=$\frac{11.3736g}{98g/mol}×100g/mol$=11.6057g,m(環(huán)己醇)=20mL×0.9624g/mL=19.248g,其產(chǎn)率=$\frac{11.6057g}{19.248g}×100%$=60%(60.3%),
故答案為:60%(60.3%).

點(diǎn)評(píng) 本題考查制備實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì),涉及物質(zhì)的分離提純、基本實(shí)驗(yàn)操作、基本計(jì)算等知識(shí)點(diǎn),明確實(shí)驗(yàn)原理是解本題關(guān)鍵,同時(shí)考查學(xué)生獲取信息、利用信息解答問題能力,易錯(cuò)點(diǎn)是(3)中基本操作方法.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

10.已知X、Y是主族元素,I為電離能,單位是kJ•mol-1.請(qǐng)根據(jù)下表所列數(shù)據(jù)判斷,錯(cuò)誤的是(  )
元素I1I2I3I4
X500460069009500
Y5801800270011600
A.元素X的常見化合價(jià)是+1
B.元素X與氯形成化合物時(shí),化學(xué)式可能是XCl
C.元素Y是ⅢA族元素
D.若元素Y處于第三周期,它可與冷水劇烈反應(yīng)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

11.下列有關(guān)甲苯的實(shí)驗(yàn)事實(shí)中,能說明側(cè)鏈對(duì)苯環(huán)性質(zhì)有影響的是(  )
A.甲苯與硝酸發(fā)生取代反應(yīng)生成三硝基甲苯
B.甲苯能使熱的KMnO4酸性溶液褪色
C.甲苯燃燒時(shí)產(chǎn)生帶濃烈黑煙的火焰
D.1 mol甲苯最多能與3 mol氫氣發(fā)生加成反應(yīng)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:多選題

8.如圖為香芹酮分子的結(jié)構(gòu),下列有關(guān)敘述正確的是(  )
A.香芹酮化學(xué)式為C10H14O
B.香芹酮可以發(fā)生加成反應(yīng)、消去反應(yīng)和氧化反應(yīng)
C.香芹酮能使酸性KMnO4溶液褪色
D.香芹酮分子中有3種官能團(tuán)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

15.元素R、T、X、Y、Z在元素周期表中的相對(duì)位置如圖所示,其中R單質(zhì)在暗處與H2劇烈化合并發(fā)生爆炸,生成HR.則下列判斷正確的是( 。
A.非金屬性:Z<Y<X
B.R與Y的電子數(shù)相差8
C.氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性:HR<HY<HT
D.最高價(jià)氧化物的水化物的酸性:HTO4>HYO4

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

6.乙酰苯胺具有退熱鎮(zhèn)痛作用,是較早使用的解熱鎮(zhèn)痛藥,有“退熱冰”之稱.其制備原理如下:
NH2+CH3COOH$\stackrel{△}{→}$NHCOCH3+H2O
已知:
①苯胺易被氧化;
②乙酰苯胺、苯胺和醋酸的部分物理性質(zhì)如下表:
物質(zhì)熔點(diǎn)沸點(diǎn)溶解度(20℃)
乙酰苯胺114.3℃305℃0.46
苯胺-6℃184.43.4
醋酸16.6℃118℃易溶
實(shí)驗(yàn)步驟如下:
步驟1:在50mL圓底燒瓶中,加入5mL苯胺、7.5mL冰醋酸及少許鋅粉,依照如圖裝置組裝儀器.
步驟2:控制溫度計(jì)示數(shù)約105℃,小火加熱回流1h.
步驟3:趁熱將反應(yīng)混合物倒入盛有100mL冷水的燒杯中,冷卻后抽濾,洗滌,得到粗產(chǎn)品.
請(qǐng)回答下列問題:
(1)步驟1中加入鋅粉的作用是防止苯胺被氧化,同時(shí)起著沸石的作用.
(2)步驟2中控制溫度計(jì)示數(shù)約105℃的原因是溫度過高,未反應(yīng)的乙酸蒸出,降低反應(yīng)物的利用率,溫度過低,又不能除去反應(yīng)生成的水.
(3)步驟3中趁熱將混合物倒入盛有冷水的燒杯中,“趁熱”的原因是若讓反應(yīng)混合物冷卻,則固體析出沾在瓶壁上不易處理.抽濾裝置所包含的儀器除減壓系統(tǒng)外還有吸濾瓶、布氏漏斗(填儀器名稱).
(4)步驟3得到的粗產(chǎn)品需進(jìn)一步提純,該提純方法是重結(jié)晶.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

13.研究NO2、SO2、CO等大氣污染氣體測(cè)量及處理具有重要意義,目前,消除污染有多種方法.
(1)用活性炭還原法處理氮氧化物.有關(guān)反應(yīng)為:C(s)+2N0(g)?N2(g)+C02(g)△H.某研究小組 向某密閉容器中加人一定量的活性炭和NO,恒溫(T1℃)條件下反應(yīng),反應(yīng)進(jìn)行到不同時(shí)間測(cè)得各物質(zhì)的濃度如下.
NON2CO2
00.10000
100.0580.0210.021
200.0400.0300.030
300.0400.0300.030
400.0320.0340.017
500.0320.0340.017
①T1℃時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=0.56(保留兩位小數(shù)).
②30 min后,改變某一條件,反應(yīng)重新達(dá)到平衡,則改變的條件可能是減小CO2的濃度;
③若30 min后升高溫度至T2℃,達(dá)到平衡時(shí),容器中NO、N2、CO2的濃度之比為5:3:3,則該反應(yīng)的△H<0(填“>”、“=”或“<”)..
(2)用CH4催化還原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染.已知:
①CH4(g)+4N02(g)═4NO(g)+CO2(g)+2H20(g)△H=-574 kJ•mol-1
②CH4(g)+4N0(g)═2N2(g)+C02(g)+2H20(g)△H=-1160 kJ•mol-1
③H2O(g)═H20(l)△H=-44.0 kJ.mol-1
寫出CH4 (g)與NO2 (g)反應(yīng)生成N2 (g)、CO2 (g)和H20(1)的熱化學(xué)方程式CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(l)△H=-955kJ•mol-1
(3)新型氨法煙氣脫硫技術(shù)化學(xué)原理是采用氨水吸收煙氣中的SO2,再用一定量磷酸與上述吸收產(chǎn)物反應(yīng).該技術(shù)優(yōu)點(diǎn)除了能回收利用S02外,還能得到一種復(fù)合肥料.
①該復(fù)合肥料可能的化學(xué)式為(NH43PO4、(NH42HPO4、NH4H2PO4(寫出一種即可).
②若氨水與SO2恰好完全反應(yīng)生成正鹽,則此時(shí)溶液呈堿性(填“酸”或“堿”).
(已知常溫下:氨水 Kb=1.8×10-5 mol•L-1,H2SO4  Ka1=1.3×10-2 mol•L-1,Ka2=6.3×10-8mol•L-1
(4)將燃煤產(chǎn)生的二氧化碳回收利用,可達(dá)到低碳排放的目的.如圖是通過人工光合作用,以CO2和H20為原料制備HCOOH和02的原理示意圖.催化劑b表面發(fā)生的電極反應(yīng)式為CO2+2H++2e-=HCOOH.常溫下,0.1 mol/L的HCOONa溶液pH為10,則HCOOH的電離常數(shù)Ka=10-7

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10.有A、B、C、D、E、F六種主族元素,試按下述所給的條件推斷:
①A、B、C是同一周期的金屬元素,已知原子核外有3個(gè)電子層,原子半徑A>B>C;
②D、E、F是同主族非金屬元素,它們與氫氣化合可生成氣態(tài)氫化物HD、HE、HF,在室溫時(shí),E的單質(zhì)是液體,F(xiàn)的單質(zhì)是固體; D是除氫外原子半徑最小的元素.
(1)A的名稱是鈉,B、C的簡(jiǎn)單離子的氧化性強(qiáng)弱(用離子符號(hào)表示)Mg2+<Al3+,C的原子結(jié)構(gòu)示意圖是
(2)氣態(tài)氫化物 HD、HE、HF的穩(wěn)定性由強(qiáng)到弱是(用分子式表示)HF>HBr>HI,D、E、F離子的還原性由強(qiáng)到弱是(用離子符號(hào)表示)I->Br->F-
(3)A元素與E元素形成化合物的化學(xué)式是NaBr.
(4)下列表述中能證明E的單質(zhì)氧化性強(qiáng)于F單質(zhì)的事實(shí)是b.
a.E單質(zhì)的熔點(diǎn)小于F單質(zhì)的熔點(diǎn)
b.E單質(zhì)能將F從其可溶性鹽溶液中置換出來
c.一定條件下E和F的單質(zhì)都能與A的單質(zhì)反應(yīng)
(5)在上述七種元素中,最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物堿性最強(qiáng)的是NaOH(填物質(zhì)化學(xué)式,下同),酸性最強(qiáng)的是HBrO4,氣態(tài)氫化物最穩(wěn)定的是HF.
(6)將C的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物既能與A的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物中反應(yīng),也能與E的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物中反應(yīng).分別寫出其反應(yīng)的離子方程式是Al(OH)3+OH-=[Al(OH)4]-、H++OH-=H2O.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

11.反應(yīng)下列原子或離子核外電子未成對(duì)電子數(shù)最多的是( 。
A.NB.NiC.CrD.Cu+

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