Question

3．環(huán)己酮是如圖1種重要的化工原料、有機(jī)溶劑．
設(shè)計(jì)下列實(shí)驗(yàn)制備環(huán)己酮：
實(shí)驗(yàn)原理利用環(huán)己醇可在重鉻酸鉀溶液中氧化制得（副產(chǎn)物省略）：
副產(chǎn)物可能有己二酸（HOOCCH₂CH₂CH₂CH₂COOH）等．可能用到的有關(guān)數(shù)據(jù)如下：

	相對(duì)分子量	密度/g•cm-3	熔點(diǎn)/℃	沸點(diǎn)/℃	溶解性
環(huán)己醇	100	0.9618	26	161	微溶于水
環(huán)己酮	0.8102	0.8102	-45	155.6	微溶于水

制備粗產(chǎn)品：
準(zhǔn)確稱(chēng)取10.0g環(huán)己醇裝于一只大燒杯里，分三次加入6g重鉻酸鉀和3mL濃硫酸，每加一次都要振搖混勻，并控制反應(yīng)溫度在55～60℃．反應(yīng)約30min后溫度開(kāi)始下降，再放置15min，其間不斷振蕩，使反應(yīng)液呈墨綠色為止．

提純產(chǎn)品：
步驟1：向反應(yīng)液中加入適量蒸餾水，按下列裝置如2行水蒸氣蒸餾．
步驟2：收集所有餾出液，向餾出液中加入飽和食鹽水，分液得到有機(jī)物．
步驟3：用乙醚萃取水溶液中有機(jī)物，將萃取液合并于有機(jī)化合物中．
步驟4：將有機(jī)混合物再裝于下列裝置L中，加入適量生石灰，再蒸餾，收集151～155℃餾分，得到產(chǎn)品6.5g．
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）重鉻酸鉀是強(qiáng)氧化劑，分批加入的目的是減少副產(chǎn)物生成．制備產(chǎn)品溫度控制在55～60℃，應(yīng)選擇的加熱方式是水浴加熱（填“直接加熱”或“水浴加熱”）．
（2）在提純產(chǎn)品的步驟3中用乙醚萃取水溶液中有機(jī)物，其目的是減少產(chǎn)品損失．
（3）在分餾中，如果用燒杯替代T儀器，產(chǎn)率可能會(huì)偏低（ 填“偏高”“偏低”或“無(wú)影響”，下同），如果用氯化鈣替代生石灰，產(chǎn)率可能會(huì)偏高，如果溫度計(jì)水銀球高于支管口，產(chǎn)率可能會(huì)偏高．
（4）在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，是先B后A（填“A”或“B”，A為加熱酒精燈，B為通冷凝水），冷凝管中進(jìn)水口是b（填“a”或“b”），加熱之前，應(yīng)在L燒瓶中加入幾塊碎瓷片，其目的是防液體暴沸．
（5）設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)證明含少量環(huán)己醇雜質(zhì)的產(chǎn)品中是否有己二酸：取產(chǎn)品于試管，加入蒸餾水，再加入碳酸氫鈉溶液，弱產(chǎn)生氣泡，則含有己二酸．否則，不含己二酸（寫(xiě)出步驟、現(xiàn)象和結(jié)論）．
（6）根據(jù)上述數(shù)據(jù)，計(jì)算本實(shí)驗(yàn)產(chǎn)率為B．
A.65.0%            B.66.3%          C.68.6%          D.70.2%

Answer 1

分析 （1）環(huán)己醇在重鉻酸鉀溶液中被氧化成環(huán)己酮，重鉻酸鉀溶液較多時(shí)也可氧化成己二酸；根據(jù)實(shí)驗(yàn)溫度控制在55～60℃，確定加熱方式；
（2）環(huán)己酮微溶于水，所以在水溶液中有少量的環(huán)己酮；
（3）燒杯口較大，部分環(huán)己酮能揮發(fā)；生石灰能與副產(chǎn)物己二酸、水等反應(yīng)，使這些物質(zhì)不能被蒸餾出來(lái)，而氯化鈣不能與己二酸反應(yīng)，吸收的水在加熱時(shí)也容易失去，溫度計(jì)水銀球高于支管口，蒸出的物質(zhì)沸點(diǎn)偏高，蒸出的物質(zhì)會(huì)增多，據(jù)此答題；
（4）為減少產(chǎn)物的損失，應(yīng)先通冷凝水再加熱，逆流冷卻效果好，碎瓷片可以防止瀑沸；
（5）根據(jù)己二酸能使碳酸氫鈉溶液產(chǎn)生氣泡，檢驗(yàn)己二酸的存在；
（6）根據(jù)產(chǎn)率=$\frac{實(shí)際產(chǎn)量}{理論產(chǎn)量}$×100%計(jì)算．

解答 解：（1）環(huán)己醇在重鉻酸鉀溶液中被氧化成環(huán)己酮，重鉻酸鉀溶液較多時(shí)也可氧化成己二酸，所以重鉻酸鉀要分批加入；根據(jù)實(shí)驗(yàn)溫度控制在55～60℃，所以可以用水浴的加熱方式，
故答案為：減少副產(chǎn)物生成；水浴加熱；
（2）環(huán)己酮微溶于水，所以在水溶液中有少量的環(huán)己酮，用乙醚萃取水溶液中有機(jī)物，可以減少產(chǎn)品損失，
故答案為：減少產(chǎn)品損失；
（3）燒杯口較大，部分環(huán)己酮能揮發(fā)，產(chǎn)率可能會(huì)偏低；生石灰能與副產(chǎn)物己二酸、水等反應(yīng)，使這些物質(zhì)不能被蒸餾出來(lái)，而氯化鈣不能與己二酸反應(yīng)，吸收的水在加熱時(shí)也容易失去，所以如果用氯化鈣替代生石灰，產(chǎn)率可能會(huì)偏高，溫度計(jì)水銀球高于支管口，蒸出的物質(zhì)沸點(diǎn)偏高，蒸出的物質(zhì)會(huì)增多，產(chǎn)率可能會(huì)偏高，
故答案為：偏低；偏高；偏高；
（4）為減少產(chǎn)物的損失，應(yīng)先通冷凝水再加熱，逆流冷卻效果好，所以冷凝管中進(jìn)水口是b，碎瓷片可以防止液體瀑沸，
故答案為：B； A；b； 防液體暴沸；
（5）根據(jù)己二酸能使碳酸氫鈉溶液產(chǎn)生氣泡，檢驗(yàn)己二酸的存在，實(shí)驗(yàn)方案為取產(chǎn)品于試管，加入蒸餾水，再加入碳酸氫鈉溶液，弱產(chǎn)生氣泡，則含有己二酸．否則，不含己二酸，
故答案為：取產(chǎn)品于試管，加入蒸餾水，再加入碳酸氫鈉溶液，弱產(chǎn)生氣泡，則含有己二酸．否則，不含己二酸；
（6）10.0g環(huán)己醇的物質(zhì)的量為$\frac{10.0}{100}$mol=0.1mol，生成的環(huán)己酮的物質(zhì)的量為0.1mol，其質(zhì)量為0.1×98g=9.8g，所以環(huán)己酮的產(chǎn)率=$\frac{實(shí)際產(chǎn)量}{理論產(chǎn)量}$×100%=$\frac{6.5g}{9.8g}$×100%=66.3%，故選B．

點(diǎn)評(píng) 本題考查有機(jī)實(shí)驗(yàn)制備，涉及對(duì)裝置與操作的分析評(píng)價(jià)、物質(zhì)的分離提純、產(chǎn)率計(jì)算等，難度中等，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查．