题目内容
【题目】环己酮是一种重要的有机化工原料。实验室合成环己酮的反应如下:
环己醇和环己酮的部分物理性质见下表:
物质 | 相对分子质量 | 沸点(℃) | 密度(g·cm—3、20 ℃) | 溶解性 |
环己醇 | 100 | 161.1 | 0.9624 | 能溶于水和醚 |
环己酮 | 98 | 155.6 | 0.9478 | 微溶于水,能溶于醚 |
现以20mL环己醇与足量Na2Cr2O7和硫酸的混合液充分反应,制得主要含环己酮和水的粗产品,然后进行分离提纯。其主要步骤有(未排序):
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,除去有机物中少量水
回答下列问题:
(1)上述分离提纯步骤的正确顺序是 。
(2)b中水层用乙醚萃取的目的是 。
(3)以下关于萃取分液操作的叙述中,不正确的是 。
A.水溶液中加入乙醚,转移至分液漏斗,塞上玻璃塞,如图()用力振荡
B.振荡几次后需打开分液漏斗上口的玻璃塞放气
C.经几次振荡并放气后,手持分漏斗静置液体分层
D.分液时,需先将上口玻璃塞打开或玻璃塞上的凹槽对准漏斗上的小孔,再打开旋塞,待下层液体全部流尽时,再从上口倒出上层液体
(4)在上述操作d中,加入NaCl固体的作用是 。蒸馏除乙醚的操作中,采用的加热方式为 。
(5)蒸馏操作时,一段时间后发现未通冷凝水,应采取的正确方法是 。
(6)恢复至室温时,分离得到纯产品体积为12mL,则环己酮的产率约是 (保留两位有效数字)。
【答案】(1)d b e c a;(2)使水层中少量的有机物进一步被提取,提高产品的产量;(3)ABC;(4)降低环己酮的溶解度;增加水层的密度,有利于分层;水浴加热;(5)停止加热,冷却后通自来水;
(6)60% ;
【解析】试题(1)环己酮的提纯时应首先加入NaCl固体,使水溶液的密度增大,将水与有机物更容易分离开来,然后向有机层中加入无水MgSO4,出去有机物中少量的水,然后过滤,除去硫酸镁晶体,再进行蒸馏即可;
(2)环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,则乙醚能作萃取剂,从而提高产品产量;
(3)A.水溶液中加入乙醚,转移至分液漏斗,塞上玻璃塞,应该倒转过来然后用力振荡;
B.放气的方法为:漏斗倒置,打开旋塞放气;
C.经几次振摇并放气后,分液漏斗放置在铁架台上静置待液体分层;
D.分液时,需先将上口玻璃塞打开或玻璃塞上的凹槽对准漏斗上的小孔,再打开旋塞待下层液体全部流尽时,再从上口倒出上层液体;
(4)NaCl能增加水层的密度,降低环己酮的溶解,有利于分层;乙醚的沸点较低,所以蒸馏时温度不宜太高;(5)为防止冷凝管炸裂,应该停止加热;
(6)m(环己酮)=12mL×0.9478g=11.3736g,根据环己醇和环己酮的关系式知,参加反应的m(环己醇)==11.6057g,m(环己醇)=20mL×0.9624g/mL=19.248g,据此计算产率.
解:(1)环己酮的提纯时应首先加入NaCl固体,使水溶液的密度增大,水与有机物更容易分离开,然后向有机层中加入无水MgSO4,除去有机物中少量的水,然后过滤,除去硫酸镁晶体,再进行蒸馏即可,
故答案为d b e c a;
(2)环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,则乙醚能作萃取剂,能将水中的环己酮萃取到乙醚中,从而提高产品产量,
故答案为:使水层中少量的有机物进一步被提取,提高产品的产量;
(3)A.水溶液中加入乙醚,转移至分液漏斗,塞上玻璃塞,应该倒转过来然后用力振荡,只有如此才能充分混合,故A错误;
B.放气的方法为:漏斗倒置,打开旋塞放气,而不是打开玻璃塞,故B错误;
C.经几次振摇并放气后,分液漏斗放置在铁架台上静置待液体分层,而不是手持分漏斗静置液体分层
,不符合操作规范性,故C错误;
D.分液时,需先将上口玻璃塞打开或玻璃塞上的凹槽对准漏斗上的小孔,利用压强差使液体流出,再打开旋塞待下层液体全部流尽时,为防止产生杂质,再从上口倒出上层液体,故D错误;
故选ABC;
(4)NaCl能增加水层的密度,降低环己酮的溶解,且有利于分层;乙醚的沸点较低,所以蒸馏时温度不宜太高,所以应该采用水浴加热,
故答案为:降低环己酮的溶解度,增加水层的密度,有利于分层;水浴加热;
(5)如果直接将冷水连接冷凝管,馏分温度如果急剧冷却会导致冷凝管炸裂,为防止冷凝管炸裂,应该停止加热,冷却后通自来水,
故答案为:停止加热,冷却后通自来水;
(6)m(环己酮)=12mL×0.9478g=11.3736g,根据环己醇和环己酮的关系式知,参加反应的m(环己醇)==11.6057g,m(环己醇)=20mL×0.9624g/mL=19.248g,其产率=≈60%,
故答案为:60%.
【题目】如下表是元素周期表的短周期,请根据表中的位置,按要求回答下列问题:
族 周期 | ⅠA | ⅡA | ⅢA | ⅣA | ⅤA | ⅥA | ⅦA | 0族 |
1 | ① | |||||||
2 | ② | ③ | ④ | |||||
3 | ⑤ | ⑥ | ⑦ | ⑧ | ⑨ | ⑩ |
(1)用元素符号填空:在这十种元素中,化学性质最稳定的是_____,通常情况下化合价只有负价而无正价的是______,原子半径最小的是_______,原子半径最大的主族元素是_________。
(2)用化学式填空:在这十种元素中,最高价氧化物的水化物碱性最强的是______,酸性最强是________,呈两性的是_________。
(3)①和②形成的最简单的化合物的结构式是_____________。
(4)元素③的气态氢化物的电子式是________________。
(5)③可以形成多种氧化物,其中一种是红棕色气体,试用化学方程式说明该气体不宜采用排水法收集的原因__________________________。
【题目】核安全与放射性污染防治已引起世界核大国的广泛重视。在爆炸的核电站周围含有放射性物质碘一131和铯一 137。碘—131—旦被人体吸入,可能会引发甲状腺等疾病。
(l)Cs(铯)的价电子的电子排布式为6s1,与铯同主族的前四周期(包括第四周期)的三种元素X、Y、Z的电离能如下表:
元素代号 | X | Y | Z |
第一电离能(kJ·mol-1) | 520 | 496 | 419 |
上述三种元素X、Y、Z的元素符号分别为_________,基态Z原子的核外电子排布式为______,X形成的单质晶体中含有的化学键类型是_________________。
(2)F与I同主族,BeF2与H2O都是由三个原子构成的共价化合物分子,二者分子中的中心原子Be和O的杂化方式分别为______、______,BeF2分子的立体构型是____________,H2O分子的立体构型是________________。
(3)与碘同主族的氯具有很强的活泼性,能形成大量的含氯化合物。BC13分子中B—C1键的键角为__________________。
(4)131I2晶体的晶胞结构如图甲所示,该晶胞中含有____个131I2分子;KI的晶胞结构如图乙所示,每个K+紧邻______个I-。
(5)KI晶体的密度为ρg cm 3,K和I的摩尔质量分别为MK g mol-1和M1g mol-1,原子半径分别为rKpm和r1 pm,阿伏加德罗常数值为NA,则KI晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为_____________。