Question

【題目】環己酮是重要的化工原料，也是重要的工業溶劑。實驗室制備環己酮的原理、有關數據及裝置示意圖如下：

反應原理：

反應放熱，溫度過高或者重鉻酸鈉過量會進一步氧化。

主要物料及產物的物理參數：

實驗裝置：

實驗步驟：

1．投料：在100mL三頸燒瓶中加入20mL水，慢慢加入5mL濃硫酸搖動，振蕩下緩慢加入5mL（4.8g，0.048mol）環己醇，并將混合液溫度降至30℃以下。將5g（0.019mol）重鉻酸鈉溶于水得橙紅色溶液備用。

2．反應：將約1/5的重鉻酸鈉溶液加入三頸燒瓶中，充分攪拌使之混合均勻。冷水浴冷卻，控制反應溫度在55~60℃。待橙紅色消失后，再將剩余的重鉻酸鈉溶液分四次加入到三頸燒瓶中。當溫度自動下降時，加入4mL甲醇使反應液完全變成墨綠色（三價鉻）；

3．蒸餾：在反應瓶中加入30mL水，并改為蒸餾裝置，收集90~99℃之間的餾分（環己酮與水的共沸物）至無油珠為止；

4．萃取、干燥：將餾出液用食鹽飽和后轉入分液漏斗中，分出有機層。水層用8mL乙醚提取一次，將乙醚提取液和有機層合并，用無水硫酸鎂干燥； 5．蒸餾，收集環己酮產品2.6g。 請回答下列問題：

（1）裝置A的名稱是___________。

（2）完成并配平反應方程式：

（3）反應過程中加入甲醇后有無色氣體生成。加入甲醇的作用是___________，請用離子方程式表示反應原理___________。

（4）步驟4向餾出液加入食鹽的目的是___________，將乙醚提取液和有機層合并的原因是___________。

（5）計算所得產品的產率___________。（保留三位有效數字）

Answer 1

【答案】

（1）分液漏斗

（2）3 ＋1Na2Cr2O7＋4H2SO4→ 3 ＋1 Na2SO4＋1 Cr2（SO4）3 ＋7 H2O（3 1 4 3 1 1 7）

（3）將過量的重鉻酸鈉還原，防止環己酮繼續被氧化；CH3OH + Cr2O72- + 8H+→CO2↑ + 2Cr3+ + 6H2O

（4）利用鹽析原理，減少環己酮在水中的溶解度，有利于分層；減少環己酮在水中溶解造成的損失

（5）55.3%

【解析】

試題分析：（1）根據圖示，裝置A是分液漏斗，故答案為：分液漏斗；

（2）根據化合價升降守恒，方程式配平為3 ＋ 1 Na2Cr2O7 ＋ 4 H2SO4→ 3 ＋ 1 Na2SO4 ＋ 1 Cr2（SO4）3 ＋7 H2O，故答案為：3 1 4 3 1 1 7；

（3）甲醇能夠將過量的重鉻酸鈉還原，防止環己酮繼續被氧化；反應的離子方程式為CH3OH + Cr2O72- + 8H+→CO2↑ + 2Cr3+ + 6H2O，故答案為：將過量的重鉻酸鈉還原，防止環己酮繼續被氧化；CH3OH + Cr2O72- + 8H+→CO2↑ + 2Cr3+ + 6H2O；

（4）根據鹽析原理，加入食鹽可以減少環己酮在水中的溶解度，有利于分層；，將乙醚提取液和有機層可以減少環己酮在水中溶解造成的損失，故答案為：利用鹽析原理，減少環己酮在水中的溶解度，有利于分層；減少環己酮在水中溶解造成的損失；

（5） 0.048mol環己醇理論上得到環己酮為0.048mol×98g/mol=4.704g，所以產率是×100%=55.3%，故答案為：55，3%。