Question

13．實(shí)驗(yàn)室制備環(huán)己酮的反應(yīng)原理為：其反應(yīng)的裝置示意圖如圖1（夾持裝置、加熱裝置略去）：環(huán)己醇、環(huán)己酮、飽和食鹽水和水的部分物理性質(zhì)見下表：

物質(zhì)	沸點(diǎn)（℃）	密度（g•cm-3，20℃）	溶解性
環(huán)己醇	161.1（97.8）	0.9624	能溶于水
環(huán)己酮	155.6（95）	0.9478	微溶于水
飽和食鹽水	108.0	1.3301
水	100.0	0.9982

注：括號(hào)中的數(shù)據(jù)表示該有機(jī)物與水形成的具有固定組成的混合物的沸點(diǎn)
（1）實(shí)驗(yàn)中通過裝置B將酸性Na₂Cr₂O₇溶液加到盛有環(huán)己醇的A中，在55～60℃進(jìn)行反應(yīng)．反應(yīng)完成后，加入適量水，蒸餾，收集95～100℃的餾分，得到主要含環(huán)己酮粗品和水的混合物
①儀器B的名稱是分液漏斗．
②蒸餾操作時(shí)，一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)未通冷凝水，應(yīng)采取的正確方法是停止加熱，冷卻后通自來水．
③蒸餾不能分離環(huán)己酮和水的原因是環(huán)已酮和水形成具有固定組成的恒沸物一起蒸出．
（2）用漂粉精和冰醋酸代替酸性Na₂Cr₂O₇溶液也可氧化環(huán)己醇制環(huán)己酮，用漂粉精和冰醋酸氧化突出的優(yōu)點(diǎn)是避免使用有毒的Na₂Cr₂O₇．
（3）環(huán)己酮的提純需要經(jīng)過以下一系列的操作：
a．蒸餾，收集151～156℃餾分，得到精品           b．過濾
c．在收集到的粗品中加NaCl固體至飽和，靜置，分液
d．加入無水MgSO₄固體，除去有機(jī)物中少量水
①上述操作的正確順序是c d b a（填序號(hào)）
②在上述操作c中，加入NaCl固體的作用是增加水層的密度，有利于分層，減小產(chǎn)物的損失．
（4）環(huán)己酮是一種常用的萃取劑，以環(huán)己酮為成分之一的萃取液對(duì)金屬離子的萃取率與pH的關(guān)系如圖2所示．現(xiàn)有某鈷礦石的鹽酸浸出液，浸出液含有的陽離子主要有H⁺、Co²⁺、Mn²⁺、Al³⁺，除去Al³⁺后，再利用萃取法分離出MnCl₂以得到較為純凈的CoCl₂溶液，pH范圍應(yīng)控制在b．
a．2.0～2.5    b．3.03.5    c．4.0～4.5．

Answer 1

分析 （1）①根據(jù)儀器的構(gòu)造和特點(diǎn)來回答；
②蒸餾操作時(shí)，一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)未通冷凝水，為防止冷凝管炸裂，應(yīng)該等到裝置冷卻后再通冷凝水；
③根據(jù)環(huán)己酮和水形成的具有固定組成的混合物的沸點(diǎn)和水的沸點(diǎn)相近來回答；
（2）重鉻酸鈉是一種有毒物質(zhì)，次氯酸液具有強(qiáng)氧化性，據(jù)此回答；
（3）環(huán)己酮的提純時(shí)應(yīng)首先加入NaCl固體，使水溶液的密度增大，將水與有機(jī)物更容易分離開來，然后向有機(jī)層中加入無水MgSO₄，出去有機(jī)物中少量的水，然后過濾，除去硫酸鎂晶體，再進(jìn)行蒸餾即可；
（4）由表中數(shù)據(jù)可知，調(diào)節(jié)溶液PH在3.0～3.5之間，可使Mn²⁺完全沉淀，并防止Co²⁺轉(zhuǎn)化為Co（OH）₂沉淀．

解答 解：（1）①儀器B的名稱是分液漏斗，故答案為：分液漏斗；
②蒸餾操作時(shí)，一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)未通冷凝水，不能立即接通冷凝水，防止驟冷將冷凝管炸裂，應(yīng)該等到裝置冷卻后再通冷凝水，
故答案為：停止加熱，冷卻后通自來水；
③環(huán)己酮和水能形成具有固定組成的混合物，具有固定的沸點(diǎn)，蒸餾時(shí)能被一起蒸出，所以蒸餾難以分離環(huán)己酮和水的混合物．環(huán)己酮和水能夠產(chǎn)生共沸，采取蒸餾是不可取的，建議采用精餾，
故答案為：環(huán)已酮和水形成具有固定組成的恒沸物一起蒸出；
（2）漂粉精和冰醋酸反應(yīng)生成的次氯酸具有較強(qiáng)的氧化性，使用漂粉精和冰醋酸來代替，這樣避免使用有毒的Na₂Cr₂O₇，
故答案為：避免使用有毒的Na₂Cr₂O₇；
（3）①聯(lián)系制取肥皂的鹽析原理，即增加水層的密度，有利于分層，環(huán)己酮的提純時(shí)應(yīng)首先加入NaCl固體，使水溶液的密度增大，將水與有機(jī)物更容易分離開來，然后向有機(jī)層中加入無水MgSO₄，出去有機(jī)物中少量的水，然后過濾，除去硫酸鎂晶體，再進(jìn)行蒸餾即可，
故答案為：c d b a；
②加入NaCl固體，使水溶液的密度增大，將水與有機(jī)物更容易分離開來，
故答案為：增加水層的密度，有利于分層，減小產(chǎn)物的損失；
（4）由萃取劑對(duì)金屬離子的萃取率與pH的關(guān)系可知，調(diào)節(jié)溶液PH在3.0～3.5之間，可使Mn²⁺完全沉淀，并防止Co²⁺轉(zhuǎn)化為Co（OH）₂沉淀，
故答案為：b．

點(diǎn)評(píng) 本題通過制取制備環(huán)己酮的工藝流程，考查了物質(zhì)制備方案的設(shè)計(jì)，題目難度中等，理解工藝流程圖、明確實(shí)驗(yàn)操作與設(shè)計(jì)及相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)是解答本題的關(guān)鍵，試題充分考查了學(xué)生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用所學(xué)知識(shí)的能力．