Question

14．己二酸是合成尼龙-66的主要原料之一．实验室合成己二酸的原理、有关数据及装置示意图如图表：

物质	密度	熔点	沸点	溶解性
环己醇	0.962g/cm3	25.9℃	160.8℃	20℃时水中溶解度为3.6g，可混溶于乙醇、苯
己二酸	1.360g/cm3	152℃	337.5℃	在水中的溶解度：15℃时1.44g，25℃时2.3g，易溶于乙醇、不溶于苯

实验步骤如下：
Ⅰ．在三口烧瓶中加入16mL 50%的硝酸，再加入1～2粒沸石，滴液漏斗中盛放有5.4mL环己醇．
Ⅱ．水浴加热三口烧瓶至50℃左右，移去水浴，缓慢滴加5～6滴环己醇，摇动三口烧瓶，观察到有红棕色气体放出时再慢慢滴加剩下的环己醇，维持反应温度在60℃～65℃之间．
Ⅲ．当环己醇全部加入后，将混合物用80℃一90℃水浴加热约10min，直至无红棕色气体生成为止．
Ⅳ．趁热将反应液倒入烧杯中，放入冰水浴中冷却，析出晶体后过滤、洗涤、干燥、称重．
请回答下列问题：
（1）本实验所用50%的硝酸物质的量浓度为10.4mol/L．滴液漏斗的细支管a的作用是平衡滴液漏斗与三口烧瓶内的气压，使环己醇能够顺利流下．
（2）仪器b的名称为球形冷凝管，使用时要从下口通入冷水．
（3）NaOH溶液的作用是吸收NO₂，防止污染空气，溶液上方倒扣的漏斗作用是防止液体倒吸．
（4）向三口烧瓶中滴加环己醇时，反应温度迅速上升，为使反应温度不致过高，必要时可采取的措施是将三口烧瓶置于冷水浴中．
（5）进行该实验时要控制好环己醇的滴入速率，防止反应过于剧烈，否则可能造成较严重的后果，试列举两条可能的后果：反应液暴沸冲出冷凝管；放热过多可能引起爆炸；产生的二氧化氮气体来不及被碱液吸收而外逸到空气中．
（6）为了除去可能的杂质和减少产品损失，可分别用冰水和苯洗涤晶体．

Answer 1

分析 （1）根据c=$\frac{1000ρω}{M}$计算该硝酸的物质的量浓度；平衡滴液漏斗与三颈烧瓶内压强，便于液体顺利流下；
（2）仪器b为球形冷凝管；采取逆流原理通入冷凝水，使冷凝管中充满冷凝水，充分冷凝回流；
（3）产物有NO，易与空气中的氧气反应生成NO₂，会污染空气；溶液上方倒扣的漏斗作用；防止液体倒吸；
（4）将三颈烧瓶置于冰水浴中冷却；
（5）反应液暴沸冲出冷凝管，放热过多可能引起爆炸，产生的二氧化氮气体来不及被碱液吸收；
（6）产品己二酸中含有环己醇、硝酸等杂质，己二酸在水中的溶解度随温度升高增大，可用冰水洗涤，除去环己醇、硝酸，己二酸不溶于苯，而环己醇易溶于苯，要减小因洗涤导致的损失，可以用苯洗涤．

解答 解：（1）根据c=$\frac{1000ρω}{M}$，可知50%的硝酸（密度为1.31g/cm³）的物质的量浓度为$\frac{1000×1.31×50%}{63}$mol/L=10.4mol/L，
滴液漏斗的细支管a的作用是：平衡滴液漏斗与三口烧瓶内的气压，使环己醇能够顺利流下，
故答案为：10.4mol/L；平衡滴液漏斗与三口烧瓶内的气压，使环己醇能够顺利流下；
（2）该仪器有球形区域，仪器b为球形冷凝管，采取逆流原理通入冷凝水，使冷凝管中充满冷凝水，使挥发的有机物进行冷凝回流，提高原料利用率，即从冷凝管的下口通入，从上口流出，
故答案为：球形冷凝管；下口；
（3）根据环己醇氧化生成己二酸方程式可知，产物有NO，一氧化氮易与空气中的氧气反应：2NO+O₂=2NO₂，二氧化氮中的氮为+4价，在碱性条件下发生岐化反应，氮元素化合价从+4→+5，+4→+3，反应为：2NO₂+2NaOH=NaNO₃+NaNO₂+H₂O，所以NaOH溶液的作用是吸收NO₂，防止污染空气，倒扣的漏斗下端直径较大，液体上升的速率减慢，能起缓冲作用，防止倒吸，
故答案为：吸收NO₂，防止污染空气；防止液体倒吸；
（4）向三口烧瓶中滴加环己醇时，反应温度迅速上升，反应温度过高时，可将三口烧瓶置于冷水浴中进行降温，
故答案为：将三口烧瓶置于冷水浴中；
（5）向三口烧瓶中滴加环己醇时，反应温度迅速上升，说明该反应为放热反应，需控制好环己醇的滴入速率，如果环己醇的滴入速率过快，反应温度高，反应液暴沸冲出冷凝管；可能引起爆炸；产生的二氧化氮气体来不及被碱液吸收而外逸到空气中，
故答案为：反应液暴沸冲出冷凝管；放热过多可能引起爆炸；产生的二氧化氮气体来不及被碱液吸收而外逸到空气中；
（6）产品己二酸中含有环己醇、硝酸等杂质，己二酸在水中的溶解度：15℃时1.44g，25℃时2.3g，温度高溶解度大，可用冰水洗涤，除去环己醇、硝酸，己二酸不溶于苯，最后用苯洗涤晶体，除去表面的杂质，避免产品损失，
故答案为：冰水；苯．

点评 本题考查有机物的制备实验，涉及对反应原理的分析、仪器的识别、物质分离提纯、对操作与装置的分析评价等，侧重考查学生对信息的获取与迁移应用，难度中等．