题目内容
【题目】某化学小组采用如图装置,以环己醇制备环己烯:
已知:+H2O
密度(g/cm3) | 熔点(℃) | 沸点(℃ | 溶解性 | |
环己醇 | 0.96 | 25 | 161 | 能溶于水 |
环己烯 | 0.81 | -103 | 83 | 难溶于水 |
已知:温度高于100℃时,原料环己醇易和水形成共沸物一起被蒸出反应体系。
(1)制备粗品
将12.5mL环己醇加入试管A中,再加入1mL浓硫酸,摇匀后放入碎瓷片,缓慢加热至反应完全,在试管C内得到环己烯粗品。
①如图1导管B的作用是______。
②加热试管A采用热水浴,而非直接加热,目的是______,试管C置于冰水浴中的目的是______。
(2)制备精品
①环己烯粗品中含有环己醇和少量酸性杂质等,加入饱和食盐水,振荡、静置、分层,环己烯在______层(填“上”或“下”),分液后用______(填入编号)洗涤。
A.KMnO4溶液 B.稀H2SO4 C.Na2CO3溶液 D.溴水或溴的四氯化碳溶液
②再将环己烯按图2装置蒸馏,冷却水从______口进入(填“上”或“下”)。
③收集产品时,如何判断锥形瓶中收集到的为环己烯。实验制得的环己烯精品质量低于理论产量,可能的原因是______。
A.蒸馏时从70℃开始收集产品
B.环己醇实际用量多了
C.制备粗品时环己醇随产品一起蒸出
(3)制环己烯时,由于浓硫酸的强氧化性,还产生少量SO2、CO2及水蒸气,该小组用以下试剂检验、SO2、CO2及水蒸气,混合气体通过试剂的顺序是______(填序号,试剂可重复使用)
①饱和Na2SO3溶液 ②酸性KMnO4溶液 ③石灰水 ④无水CuSO4 ⑤品红溶液
【答案】冷凝 控制温度85℃左右,防止环己醇挥发,使受热均匀 防止环己烯挥发 上层 c 下 C ④⑤①⑤②③(或④⑤①⑤③②)
【解析】
(1)根据实验原理及装置特点分析解答;(2)根据题给信息中物质性质分析解答;(3)根据物质的性质分析物质检验顺序及方法。
(1)①由于生成的环己烯的沸点为83℃,要得到液态环己烯,导管B除了导气外还具有冷凝作用,便于环己烯冷凝,故答案为:冷凝;
②加热试管A采用热水浴的目的是控制温度85℃左右,防止环己醇挥发,使受热均匀,冰水浴的目的是降低环己烯蒸气的温度,使其液化,防止环己烯挥发,故答案为:控制温度85℃左右,防止环己醇挥发,使受热均匀;防止环己烯挥发;
(2)①环己烯是烃类,不溶于氯化钠溶液,且密度比水小,振荡、静置、分层后环己烯在上层,由于分液后环己烯粗品中还含有少量的酸和环己醇,联想:制备乙酸乙酯提纯产物时用c(饱和Na2CO3溶液)洗涤可除去酸,故答案为:上层;c;
②蒸馏装置要有冷凝管,为了增加冷凝效果,冷却水的方向应该和蒸汽的流向相反,冷却水从下口进入,故答案为:下;
③A、蒸馏时从70℃开始收集产品,提前收集,产品中混有杂质,实际产量高于理论产量,故A错误;
B、环己醇实际用量多了,制取的环己烯的物质的量增大,实验制得的环己烯精品质量高于理论产量,故B错误;
C、若粗产品中混有环己醇,导致测定消耗的环己醇量增大,制得的环己烯精品质量低于理论产量,故C正确,故答案为:C;
(3)检验可以用酸性KMnO4溶液,检验SO2可以用酸性KMnO4溶液褪色、品红溶液或石灰水,检验CO2可以用石灰水,检验水蒸气可以用无水CuSO4,所以在检验这四种气体必需考虑试剂的选择和顺序。只要通过溶液,就会产生水蒸气,因此先检验水蒸气;然后检验SO2并在检验之后除去SO2;除SO2可以用饱和Na2SO3溶液;最后检验CO2和丙烯,因此顺序为④⑤①⑤②③(或④⑤①⑤③②),故答案为:④⑤①⑤②③(或④⑤①⑤③②)。