Question

己二酸是重要的有机合成中间体，是重要的化工原料。己二酸的物理常数如表所示：

物质	色态	相对分子质量	熔点/℃	溶解度(性)
g/100mL水	乙醇
己二酸	白色晶体	146	152	15℃	25℃	100℃	易溶
1.4	2.3	160

Ⅰ.制备己二酸的一种反应机理如下：

+HNO₃(浓)HOOC(CH₂)₄COOH+NO₂↑+H₂O(未配平)

制备己二酸的装置如图所示(夹持、加热装置省略)。

(1)向三颈烧瓶中加入2 mL浓HNO₃，再缓慢滴加1 mL环己醇，保持80 ℃持续反应2 h。仪器b的名称是______________，能否用于蒸馏冷凝: ____________(填“能”或“否”)。反应结束冷却至室温后，在冰水浴中冷却，分离出己二酸粗品，用冰水浴的目的是__________

(2)图中装置的缺陷为____________________。

Ⅱ.用浓HNO₃做氧化剂的合成方法中，浓HNO₃会严重腐蚀设备。科学家改进了合成已二酸的方法，改进后的反应机理如下：

HOOC(CH₂)₄COOH

(环己烯，难溶于水，易溶于乙醇)，使用的装置如图所示(夹持、加热装置省略)。

(3)仪器c与a相比较，优点在于___________。

(4)检验己二酸粗产品中含有少量环己烯时的方法_________。

(5)实验结束后，准确称取实验产品0.1500 g于250 mL锥形瓶中，加入50 mL热的蒸馏水，搅拌溶解，滴加几滴酚酞。用0.1000 mol•L^-1 NaOH溶液滴定。重复上述操作两次，消耗NaOH的平均体积为20.00 mL。

①滴定终点的现象为__________。

②产品的纯度为______________(保留3位有效数字)。

Answer

(球形)冷凝管 否 降低己二酸的溶解度，析出更多己二酸晶体，便于分离，同时提高己二酸产率 缺少尾气吸收装置 平衡压强，使液体顺利流出 取少量样品滴加酸性高锰酸钾或者溴水或者溴的四氯化碳溶液，若褪色则含有环己烯，反之，则无 滴入最后一滴NaOH溶液时，锥形瓶中溶液由无色变为浅红色，且30s不褪色 97.3%(或0.973)

【解析】

Ⅰ.环己醇在三颈烧瓶中被浓HNO3氧化成己二酸，反应物易挥发，为提高原料利用率，用球形冷凝管进行冷凝回流。由于己二酸的溶解度随温度的升高而增大，为减少己二酸的损失，提高产率，可将反应后的烧瓶冷却至室温，然后在放入冰水浴中冷却析出较多己二酸晶体，再通过过滤、洗涤、干燥等操作得到己二酸晶体；

Ⅱ.环己烯在三颈烧瓶中被氧化成己二酸，通过冷凝管回流冷凝，提高原料利用率，再通过冷却结晶、过滤、洗涤等步骤得到己二酸晶体。

(1)b的名称为：(球形)冷凝管，在进行蒸馏操作时，若用球形冷凝管冷凝，则产品会残留在冷凝管内一部分，产率下降，所以在进行蒸馏操作时，不用球形冷凝管进行冷凝。产品己二酸的溶解度随温度的降低而减小，用冰水浴冷却可以降低己二酸的溶解度，析出更多己二酸晶体，便于分离，同时也提高了己二酸产率，故答案为：(球形)冷凝管；否；降低己二酸的溶解度，析出更多己二酸晶体，便于分离，同时也提高了己二酸产率；

(2)该方法产生己二酸的同时产生二氧化氮会污染空气，所以图上缺少一个尾气吸收装置，故答案为：缺少尾气吸收装置；

(3)仪器c为恒压滴液漏斗，与a相比，c可以平衡压强，使液体顺利流出，故答案为：平衡压强，使液体顺利流出；

(4)环己烯含有碳碳双键，能和酸性高锰酸钾溶液、溴水、溴的四氯化碳溶液反应而使酸性高锰酸钾溶液、溴水、溴的四氯化碳溶液褪色，所以可取少量样品滴加酸性高锰酸钾或者溴水或者溴的四氯化碳溶液检验，若褪色则含有环己烯，反之，则无，故答案为：取少量样品滴加酸性高锰酸钾或者溴水或者溴的四氯化碳溶液，若褪色则含有环己烯，反之，则无；

(5)①滴有酚酞的己二酸为无色，用NaOH滴定时，若到达终点，则己二酸反应完，滴入的最后一滴NaOH溶液无法被消耗，溶液遇到酚酞后将由无色变为浅红色，且30s内不会褪色，故答案为：滴入最后一滴NaOH溶液时，锥形瓶中溶液由无色变为浅红色，且30s不褪色；

②由题意可知，消耗NaOH的物质的量=0.1000mol•L-1×20.00 mL×10-3=2.0×10-3mol，由于己二酸含二个羧基，故有反应关系式：己二酸～2NaOH，所以样品中己二酸的物质的量=

=1×10-3mol，那么样品中己二酸的质量=1×10-3mol×146g/mol=0.1460g，所以产品的纯度==97.3%(或0.973)，故答案为：97.3%(或0.973)。