Question

实验室制备环己酮的反应原理为：其反应的装置示意图如图1（夹持装置、加热装置略去）：

环己醇、环己酮、饱和食盐水和水的部分物理性质见下表：

物质	沸点（℃）	密度（g?cm-3，20℃）	溶解性
环己醇	161.1（97.8）	0.9624	能溶于水
环己酮	155.6（95）	0.9478	微溶于水
饱和食盐水	108.0	1.3301
水	100.0	0.9982

注：括号中的数据表示该有机物与水形成的具有固定组成的混合物的沸点
（1）实验中通过装置B将酸性Na₂Cr₂O₇溶液加到盛有环己醇的A中，在55～60℃进行反应．反应完成后，加入适量水，蒸馏，收集95～100℃的馏分，得到主要含环己酮粗品和水的混合物．
①仪器B的名称是

 

．
②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

 

．
③蒸馏不能分离环己酮和水的原因是

 

．
（2）用漂粉精和冰醋酸代替酸性Na₂Cr₂O₇溶液也可氧化环己醇制环己酮，用漂粉精和冰醋酸氧化突出的优点是

 

．
（3）环己酮的提纯需要经过以下一系列的操作：
a．蒸馏，收集151～156℃馏分，得到精品
b．过滤
c．在收集到的粗品中加NaCl固体至饱和，静置，分液
d．加入无水MgSO₄固体，除去有机物中少量水
①上述操作的正确顺序是

 

（填序号）．
②在上述操作c中，加入NaCl固体的作用是

 

．
（4）环己酮是一种常用的萃取剂，以环己酮为成分之一的萃取液对金属离子的萃取率与pH的关系如图2．现有某钴矿石的盐酸浸出液，浸出液含有的阳离子主要有H⁺、Co²⁺、Mn²⁺、Al³⁺，除去Al³⁺后，再利用萃取法分离出MnCl₂以得到较为纯净的CoCl₂溶液，pH范围应控制在

 

．
a．2.0～2.5    b．3.0～3.5    c．4.0～4.5．

Answer 1

考点：制备实验方案的设计

专题：实验题

分析：（1）①根据仪器的构造和特点来回答；
②蒸馏操作时，一段时间后发现未通冷凝水，为防止冷凝管炸裂，应该等到装置冷却后再通冷凝水；
③根据环己酮和水形成的具有固定组成的混合物的沸点和水的沸点相近来回答；
（2）重铬酸钠是一种有毒物质，次氯酸液具有强氧化性，据此回答；
（3）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；
（4）由表中数据可知，调节溶液PH在3.0～3.5之间，可使Mn²⁺完全沉淀，并防止Co²⁺转化为Co（OH）₂沉淀．

解答： 解：（1）①仪器B的名称是分液漏斗，故答案为：分液漏斗；
 ②蒸馏操作时，一段时间后发现未通冷凝水，不能立即接通冷凝水，防止骤冷将冷凝管炸裂，应该等到装置冷却后再通冷凝水，故答案为：停止加热，冷却后通自来水；
③环己酮和水能形成具有固定组成的混合物，具有固定的沸点，蒸馏时能被一起蒸出，所以蒸馏难以分离环己酮和水的混合物．环己酮和水能够产生共沸，采取蒸馏是不可取的，建议采用精馏，故答案为：环已酮和水形成具有固定组成的恒沸物一起蒸出；
（2）漂粉精和冰醋酸反应生成的次氯酸具有较强的氧化性，使用漂粉精和冰醋酸来代替，这样避免使用有毒的Na₂Cr₂O₇，故答案为：避免使用有毒的Na₂Cr₂O₇；（3）①联系制取肥皂的盐析原理，即增加水层的密度，有利于分层，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，故答案为：c d b a；
②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，故答案为：增加水层的密度，有利于分层，减小产物的损失；
（4）由萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系可知，调节溶液PH在3.0～3.5之间，可使Mn²⁺完全沉淀，并防止Co²⁺转化为Co（OH）₂沉淀，故答案为：b．

点评：本题通过制取制备环己酮的工艺流程，考查了物质制备方案的设计，题目难度中等，理解工艺流程图、明确实验操作与设计及相关物质的性质是解答本题的关键，试题充分考查了学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识的能力．