Question

实验室可利用环己醇的氧化反应制备环己酮，反应原理和实验装置（部分夹持装置略）如下：

有关物质的物理性质见下表。

物质	沸点（℃）	密度（g·cm^－3，20℃）	溶解性
环己醇	161.1（97.8）*	0.96	能溶于水和醚
环己酮	155.6（95.0）*	0.95	微溶于水，能溶于醚
水	100.0	1.0

*括号中的数据表示该有机物与水形成的具有固定组成的混合物的沸点。

实验中通过装置B将酸性Na₂Cr₂O₇溶液加到盛有10 mL环己醇的A中，在55 ~ 60℃进行反应。反应完成后，加入适量水，蒸馏，收集95 ~ 100℃的馏分，得到主要含环己酮粗品和水的混合物。

（1）装置D的名称为____________________________。

（2）酸性Na₂Cr₂O₇溶液氧化环己醇反应的，反应剧烈将导致体系温度迅速上升，副反应增多。

①滴加酸性Na₂Cr₂O₇溶液的操作为____________________________________________；

②蒸馏不能分离环己酮和水的原因是__________________________________________。

（3）环己酮的提纯需要经过以下一系列的操作：

a．蒸馏、除去乙醚后，收集151~156℃馏分

b．水层用乙醚(乙醚沸点34.6℃，易燃烧)萃取，萃取液并入有机层

c．过滤

d．往液体中加入NaCl固体至饱和，静置，分液

e．加入无水MgSO₄固体，除去有机物中少量的水

①上述提纯步骤的正确顺序是________________________________________________；

②B中水层用乙醚萃取的目的是______________________________________________；

③上述操作c、d中使用的玻璃仪器除烧杯、锥形瓶、玻璃棒外，还需要的玻璃仪器有__________，操作d中，加入NaC1固体的作用是_____________________________。

（4）恢复至室温时，分离得到纯产品体积为6 mL，则环已酮的产率为____________。（计算结果精确到0.1%）

Answer

冷凝管 打开分液漏斗颈上的玻璃塞，拧开下端的活塞，缓慢滴加 环己酮和水形成具有固定组成的恒沸物一起蒸发 dbeca 使水层中少量的有机物进一步被提取，提高产品的产量 漏斗、分液漏斗 降低环己酮的溶解度，增加水层的密度，有利于分层 60.6%

【解析】

（1）根据装置图可知，装置D是冷凝管；

（2）①由于酸性Na2Cr2O7溶液氧化环己醇的反应是放热反应，反应剧烈将导致体系温度迅速上升，副反应增多，为减少副反应的发生，滴加酸性Na2Cr2O7溶液的方法是：打开分液漏斗颈上的玻璃塞，拧开下端的活塞，缓慢滴加；

②蒸馏不能分离环己酮和水的原因是；环己酮和水形成具有固定组成的恒沸物一起蒸出；

（3）①环己酮的提纯需要经过以下一系列的操作：往粗品中加入NaCl固体至饱和，静置，分液；由于环己酮微溶于水，能溶于醚，乙醚与水互不相溶，水层用乙醚萃取，萃取液并入有机层；加入无水MgSO4固体，除去有机物中少量的水，过滤；蒸馏、除去乙醚后，收集151～156℃馏分。所以，提纯步骤的正确顺序是dbeca；

②b中水层用乙醚萃取的目的是：使水层中少量的有机物进一步被提取，提高产品的产量；

③ 上述操作c、d（过滤和分液）中使用的玻璃仪器除烧杯、锥形瓶、玻璃棒外，还需要的玻璃仪器有漏斗（用于过滤）、分液漏斗（用于分液）。操作d中，加入NaCl固体的作用是：降低环己酮的溶解度，増加水层的密度，有利于分层；

（4）恢复至室温时，分离得到纯产品体积为6mL，由表中的密度可以算出环己酮的质量为0.95g/mL×6mL=5.7g，则其物质的量为5.7g÷98g/mol=0.0582mol。由密度可以算出10mL环己醇的质量为0.96g/mL×10mL=9.6g，则其物质的量为9.6g÷100g/mol=0.096mol，理论上生成环己酮的物质的量为0.096mol，则环己酮的产率为60.6%。