Question

环己烯是重要的化工原料。其实验室制备流程如下:

回答下列问题:

Ⅰ.环己烯的制备与提纯

(1)原料环己醇中若含苯酚杂质，检验试剂为__________，现象为____________。

(2)操作1的装置如图所示(加热和夹持装置已略去)。

①烧瓶A中进行的可逆反应化学方程式为__________________________________，浓硫酸也可作该反应的催化剂，选择FeCl₃·6H₂O而不用浓硫酸的原因为___________(填序号)。 

a.浓硫酸易使原料炭化并产生SO₂

b.FeCl₃·6H₂O污染小、可循环使用，符合绿色化学理念

c.同等条件下，用FeCl₃·6H₂O比浓硫酸的平衡转化率高

②仪器B的作用为____________________________。 

(3)操作2用到的玻璃仪器是__________________________。 

Ⅱ.环己烯含量的测定

在一定条件下，向a g环己烯样品中加入定量制得的b mol Br₂，与环己烯充分反应后，剩余的Br₂与足量KI作用生成I₂，用c mol·L^-1的Na₂S₂O₃标准溶液滴定，终点时消耗Na₂S₂O₃标准溶液V mL(以上数据均已扣除干扰因素)。

测定过程中，发生的反应如下:

①Br₂+→

②Br₂+2KI=I₂+2KBr

③I₂+2Na₂S₂O₃=2NaI+Na₂S₄O₆

(4)滴定所用指示剂为__________________________。样品中环己烯的质量分数为______________________(用字母表示)。 

(5)下列情况会导致测定结果偏低的是__________________(填序号)。 

a.样品中含有苯酚杂质

b.在测定过程中部分环己烯挥发

c.Na₂S₂O₃标准溶液部分被氧化

Answer

FeCl3溶液 溶液显紫色 +H2O a、b 减少环己醇蒸出 分液漏斗、烧杯 淀粉溶液 ×100% b、c

【解析】

环己醇发生消去反应生成环己烯和水，环己烯不溶于水，饱和食盐水溶解环己醇、氯化铁，然后分液得到的水相中含有环己醇、氯化铁，得到的有机相中含有环己烯，然后干燥、过滤、蒸馏得到环己烯。

Ⅰ．(1)苯酚能和氯化铁溶液发生显色反应；

(2)①烧瓶A中进行的可逆反应为环己醇的消去反应；浓硫酸具有强氧化性，能氧化原料，且FeCl3•6H2O污染小、可循环使用；

②仪器B能冷凝回流环己醇；

(3)操作2分离互不相溶的液体； 

Ⅱ．(4)碘与淀粉变蓝；根据消耗碘单质的量可知环己烯的物质的量，然后结合m=nM计算样品中环己烯的质量分数； 

(5)a．苯酚消耗的溴的物质的量偏大；

b．苯酚环己烯挥发，导致消耗的溴偏少，测定结果偏低；

c．Na2S2O3标准溶液部分被氧化，标准液消耗的体积增大。

环己醇发生消去反应生成环己烯和水，环己烯不溶于水，饱和食盐水溶解环己醇、氯化铁，然后分液得到的水相中含有环己醇、氯化铁，得到的有机相中含有环己烯，然后干燥、过滤、蒸馏得到环己烯。

Ⅰ．(1)苯酚能和氯化铁溶液发生显色反应，所以可以用FeCl3溶液检验苯酚，苯酚和氯化铁溶液混合溶液呈紫色；

(2)①烧瓶A中环己醇发生消去反应生成环己烯和水，该反应方程式为+H2O；由于浓硫酸具有强氧化性，易使原料炭化并产生SO2，从而降低环己烯产率，而FeCl3⋅6H2O污染小、可循环使用，符合绿色化学理念，所以选择FeCl3⋅6H2O而不用浓硫酸，答案选a、b；

②仪器B能冷凝回流环己醇，所以B的作用是减少环己醇蒸出，增大环己醇利用率；

(3)操作2用于分离互不相溶的液态，操作方法为分液，需要的玻璃仪器有分液漏斗、烧杯； 

Ⅱ．(4)根据反应原理，反应中产生碘单质，碘与淀粉变蓝，则指示剂可选用淀粉溶液；在一定条件下，向a g环己烯样品中加入定量制得的bmolBr2，与环己烯充分反应后，剩余的Br2与足量KI作用生成I2，用c mol·L-1的Na2S2O3标准溶液滴定，终点时消耗Na2S2O3标准溶液V mL，根据反应①Br2+→，②Br2+2KI=I2+2KBr，③I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6，剩余Br2~ I2~2Na2S2O3，则剩余的溴单质物质的量= c mol·L-1×V×10-3L=mol，消耗的溴的物质的量=(b-)mol，由反应①可得，环己烯的物质的量=(b-)mol， 样品中环己烯的质量分数=×100%=×100%；

(5)a．样品中含有苯酚杂质，苯酚和溴发生取代反应生成三溴苯酚，导致消耗的Br2的物质的量偏大，计算结果偏高，故a不符合题意；

b．在测定过程中部分环己烯挥发导致环己烯质量减少，导致测定结果偏低，故b符合题意；

c．Na2S2O3标准溶液部分被氧化，标准液消耗的体积增大，导致消耗碘的物质的量偏大，则测定的剩余溴单质的偏大，环己烯的量偏小，计算结果偏低，故c符合题意。