Question

14．環(huán)己酮是一種重要的有機化工原料．實驗室合成環(huán)己酮的反應如圖1；環(huán)己醇和環(huán)己酮的部分物理性質見表：

物質	相對分子質量	沸點（℃）	密度（g•cm-3、20℃）	溶解性
環(huán)乙醇	100	161.1	0.9624	能溶于水和醚
環(huán)己酮	98	155.6	0.9478	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，制得主要含環(huán)己酮和水的粗產品，然后進行分離提純．其主要步驟有dbeca（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34.6℃，易燃燒）萃取，萃取液并入有機層
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，除去有機物中少量水
回答下列問題：
（1）上述分離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物進一步被提取，提高產品的產量．
（3）以下關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，轉移至分液漏斗，塞上玻璃塞，如圖2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．經幾次振蕩并放氣后，手持分漏斗靜置液體分層
D．分液時，需先將上口玻璃塞打開或玻璃塞上的凹槽對準漏斗上的小孔，再打開旋塞，待下層液體全部流盡時，再從上口倒出上層液體
（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，一段時間后發(fā)現(xiàn)未通冷凝水，應采取的正確方法是停止加熱，冷卻后通自來水．
（6）恢復至室溫時，分離得到純產品體積為12mL，則環(huán)己酮的產率約是60%（保留兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1）環(huán)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；
（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，從而提高產品產量；
（3）A．水溶液中加入乙醚，轉移至分液漏斗，塞上玻璃塞，應該倒轉過來然后用力振蕩；
B．放氣的方法為：漏斗倒置，打開旋塞放氣；
C．經幾次振搖并放氣后，分液漏斗放置在鐵架臺上靜置待液體分層；
D．分液時，需先將上口玻璃塞打開或玻璃塞上的凹槽對準漏斗上的小孔，再打開旋塞待下層液體全部流盡時，再從上口倒出上層液體；
（4）NaCl能增加水層的密度，降低環(huán)己酮的溶解，有利于分層；乙醚的沸點較低，所以蒸餾時溫度不宜太高；（5）為防止冷凝管炸裂，應該停止加熱；
（6）m（環(huán)己酮）=12mL×0.9478g=11.3736g，根據(jù)環(huán)己醇和環(huán)己酮的關系式知，參加反應的m（環(huán)己醇）=$\frac{11.3736g}{98g/mol}$=11.6057g，m（環(huán)己醇）=20mL×0.9624g/mL=19.248g，據(jù)此計算產率．

解答 解：（1）環(huán)己酮的提純時應首先加入NaCl固體，使水溶液的密度增大，水與有機物更容易分離開，然后向有機層中加入無水MgSO₄，除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：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，從而提高產品產量，
故答案為：使水層中少量的有機物進一步被提取，提高產品的產量；
（3）A．水溶液中加入乙醚，轉移至分液漏斗，塞上玻璃塞，應該倒轉過來然后用力振蕩，只有如此才能充分混合，故A錯誤；
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錯誤；
C．經幾次振搖并放氣后，分液漏斗放置在鐵架臺上靜置待液體分層，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錯誤；
D．分液時，需先將上口玻璃塞打開或玻璃塞上的凹槽對準漏斗上的小孔，利用壓強差使液體流出，再打開旋塞待下層液體全部流盡時，為防止產生雜質，再從上口倒出上層液體，故D正確；
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；乙醚的沸點較低，所以蒸餾時溫度不宜太高，所以應該采用水浴加熱，
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導致冷凝管炸裂，為防止冷凝管炸裂，應該停止加熱，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)己酮的關系式知，參加反應的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，其產率=$\frac{11.6057}{19.248g}$≈60%，
故答案為：60%．

點評 本題考查制備實驗方案設計，涉及物質的分離提純、基本實驗操作、基本計算等知識點，題目難度中等，明確實驗原理是解本題關鍵，同時考查學生獲取信息、利用信息解答問題能力，易錯點是（3）中基本操作方法，試題培養(yǎng)了學生的分析能力及化學實驗能力．