11.環(huán)己酮是一種重要的有機(jī)化工原料.實(shí)驗(yàn)室合成環(huán)己酮的反應(yīng)如圖1:
環(huán)己醇和環(huán)己酮的部分物理性質(zhì)見下表:
物質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量沸點(diǎn)(℃)密度(g•cm-3、20℃)溶解性
環(huán)己醇100161.10.9624能溶于水和醚
環(huán)己酮98155.60.9478微溶于水,能溶于醚
現(xiàn)以20mL環(huán)己醇與足量Na2Cr2O7和硫酸的混合液充分反應(yīng),制得主要含環(huán)己酮和水的粗產(chǎn)品,然后進(jìn)行分離提純.其主要步驟有(未排序):
a.蒸餾、除去乙醚后,收集151℃~156℃餾分
b.水層用乙醚(乙醚沸點(diǎn)34.6℃,易燃燒)萃取,萃取液并入有機(jī)層
c.過濾
d.往液體中加入NaCl固體至飽和,靜置,分液
e.加入無水MgSO4固體,除去有機(jī)物中少量水
回答下列問題:
(1)上述分提純步驟的正確順序是d b e c a.
(2)b中水層用乙醚萃取的目的是使水層中殘留有機(jī)物進(jìn)一步被提取,提高產(chǎn)品產(chǎn)量.
(3)以下關(guān)于萃取分液操作的敘述中,不正確的是ABC.
A.水溶液中加入乙醚,轉(zhuǎn)移至分液漏斗,塞上玻璃塞,如圖2用力振蕩
B.振蕩幾次后需打開分液漏斗上口的玻璃塞放氣
C.經(jīng)幾次振蕩并放氣后,手持分漏斗靜置液體分層
D.分液時(shí),需先將上口玻璃塞打開或玻璃塞上的凹槽對(duì)準(zhǔn)漏斗上的小孔,再打開旋塞待下層液體全部流盡時(shí),再?gòu)纳峡诘钩錾蠈右后w
(4)在上述操作d中,加入NaCl固體的作用是降低環(huán)己酮的溶解度,增加水層的密度,有利于分層.
(5)蒸餾除乙醚的操作中采用的加熱方式為水浴加熱.收集產(chǎn)品時(shí),實(shí)驗(yàn)制得的環(huán)己酮質(zhì)量低于理論產(chǎn)量,可能的原因是C
A.蒸餾時(shí)從151℃開始收集產(chǎn)品   B.環(huán)己醇實(shí)際用量過多  C.制備粗品時(shí)環(huán)己醇有損失
(6)恢復(fù)至室溫時(shí),分離得到純產(chǎn)品體積為12mL,則環(huán)己酮的產(chǎn)率約是60.3%.(保留小數(shù)點(diǎn)后1位數(shù))

分析 (1)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;
(2)環(huán)己酮在乙醚中的溶解度大于在水中的溶解度,且乙醚和水不互溶,則乙醚能作萃取劑,從而提高產(chǎn)品產(chǎn)量;
(3)A.水溶液中加入乙醚,轉(zhuǎn)移至分液漏斗,塞上玻璃塞,應(yīng)該倒轉(zhuǎn)過來然后用力振蕩;
B.放氣的方法為:漏斗倒置,打開旋塞放氣;
C.經(jīng)幾次振搖并放氣后,分液漏斗放置在鐵架臺(tái)上靜置待液體分層;
D.分液時(shí),需先將上口玻璃塞打開或玻璃塞上的凹槽對(duì)準(zhǔn)漏斗上的小孔,再打開旋塞待下層液體全部流盡時(shí),再?gòu)纳峡诘钩錾蠈右后w;
(4)NaCl能增加水層的密度,降低環(huán)己酮的溶解,有利于分層;
(5)乙醚的沸點(diǎn)較低,所以蒸餾時(shí)溫度不宜太高;原料損失或產(chǎn)品損失,反應(yīng)不完全都是收集產(chǎn)品時(shí)造成環(huán)己酮質(zhì)量低于理論產(chǎn)量;
(6)m(環(huán)己酮)=12mL×0.9478g=11.3736g,根據(jù)環(huán)己醇和環(huán)己酮的關(guān)系式知,參加反應(yīng)的m(環(huán)己醇)=$\frac{11.3736g}{98g/mol}$=11.6057g,m(環(huán)己醇)=20mL×0.9624g/mL=19.248g,據(jù)此計(jì)算產(chǎn)率.

解答 解:(1)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,水與有機(jī)物更容易分離開,然后向有機(jī)層中加入無水MgSO4,除去有機(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:d b e c a;
(2)環(huán)己酮在乙醚中的溶解度大于在水中的溶解度,且乙醚和水不互溶,則乙醚能作萃取劑,能將水中的環(huán)己酮萃取到乙醚中,從而提高產(chǎn)品產(chǎn)量,
故答案為:使水層中少量的有機(jī)物進(jìn)一步被提取,提高產(chǎn)品的產(chǎn)量;
(3)A.水溶液中加入乙醚,轉(zhuǎn)移至分液漏斗,塞上玻璃塞,應(yīng)該倒轉(zhuǎn)過來然后用力振蕩,只有如此才能充分混合,故A錯(cuò)誤;
B.放氣的方法為:漏斗倒置,打開旋塞放氣,而不是打開玻璃塞,故B錯(cuò)誤;
C.經(jīng)幾次振搖并放氣后,分液漏斗放置在鐵架臺(tái)上靜置待液體分層,而不是手持分漏斗靜置液體分層
,不符合操作規(guī)范性,故C錯(cuò)誤;
D.分液時(shí),需先將上口玻璃塞打開或玻璃塞上的凹槽對(duì)準(zhǔn)漏斗上的小孔,利用壓強(qiáng)差使液體流出,再打開旋塞待下層液體全部流盡時(shí),為防止產(chǎn)生雜質(zhì),再?gòu)纳峡诘钩錾蠈右后w,故D錯(cuò)誤;
故選ABC;
(4)NaCl能增加水層的密度,降低環(huán)己酮的溶解,且有利于分層,
故答案為:降低環(huán)己酮的溶解度,增加水層的密度,有利于分層;
(5)乙醚的沸點(diǎn)較低,所以蒸餾時(shí)溫度不宜太高,所以應(yīng)該采用水浴加熱,收集產(chǎn)品時(shí),實(shí)驗(yàn)制得的環(huán)己酮質(zhì)量低于理論產(chǎn)量,可能的原因是制備粗品時(shí)環(huán)己醇有損失,選擇C,
故答案為:水浴加熱,C;
(6)m(環(huán)己酮)=12mL×0.9478g=11.3736g,根據(jù)環(huán)己醇和環(huán)己酮的關(guān)系式知,參加反應(yīng)的m(環(huán)己醇)=$\frac{11.3736g}{98g/mol}$×100g/mol=11.6057g,m(環(huán)己醇)=20mL×0.9624g/mL=19.248g,其產(chǎn)率=$\frac{11.6057g}{19.248g}$×100%=60.3%,
故答案為:60.3%.

點(diǎn)評(píng) 本題考查制備實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì),涉及物質(zhì)的分離提純、基本實(shí)驗(yàn)操作、基本計(jì)算等知識(shí)點(diǎn),明確實(shí)驗(yàn)原理是解本題關(guān)鍵,同時(shí)考查學(xué)生獲取信息、利用信息解答問題能力,易錯(cuò)點(diǎn)是(3)中基本操作方法,題目難度中等.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

17.下列事實(shí)中不能用平衡移動(dòng)原理理解是( 。
A.SO2催化氧化反應(yīng)中,為提高SO2的轉(zhuǎn)化率,使用過量O2
B.在FeSO4溶液中,加入鐵粉以防止氧化
C.黃綠色的氯水光照后顏色變淺
D.在含有Fe(SCN)3的紅色溶液中加鐵粉,振蕩?kù)o置,溶液顏色變淺或褪去

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

2.實(shí)驗(yàn)室里用如圖所示裝置制取純凈的無水CuCl2.試回答下列問題:

(1)寫出A中圓底燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式MnO2+4HCl(濃)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2 ↑+2H2O
(2)B處盛有飽和食鹽水,其作用是除去Cl2中的HCl.
(3)C處盛放的試劑濃硫酸(填名稱),其作用是干燥Cl2
(4)E處盛有氫氧化鈉溶液;發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O.
(5)D處的反應(yīng)方程式為:Cu+Cl2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuCl2
(6)實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),應(yīng)先熄滅D處酒精燈.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

19.硫酸亞鐵容易被氧化,而硫酸亞鐵銨晶體[(NH42SO4•FeSO4•6H2O]較穩(wěn)定,常用于代替硫酸亞鐵作還原劑.現(xiàn)以鐵屑為主要原料制備硫酸亞鐵銨晶體,其反應(yīng)如下:Fe+H2SO4(。┄TFeSO4+H2
FeSO4+(NH42SO4+6H2O═(NH42SO4•FeSO4•6H2O
步驟l:在盛有適量鐵屑的錐形瓶里加入某種試劑除去油污,加熱,充分反應(yīng)后過濾、洗滌、干燥、稱量,鐵屑質(zhì)量為m1
步驟2:將處理過的鐵屑加入到一定量的稀H2SO4中,加熱至50℃-80℃充分反應(yīng),趁熱過濾并用少量熱水洗滌,濾液及洗滌液都轉(zhuǎn)移至蒸發(fā)皿中.濾渣干燥后稱重,剩余鐵屑質(zhì)量為m2
步驟3:準(zhǔn)確稱取所需質(zhì)量的硫酸銨晶體加入“步驟2”的蒸發(fā)皿中,攪拌使之溶解,緩緩加熱一段時(shí)間,將其冷卻結(jié)晶、過濾.用無水乙醇洗滌晶體并自然干燥,稱量所得晶體質(zhì)量為m3
回答下列問題:
(1)能夠用于除去鐵屑表面油污的試劑是AB(填字母).
A.純堿溶液  B.燒堿溶液    C.明礬溶液  D.稀硫酸
(2)步驟2中趁熱過濾的目的是避免FeSO4因結(jié)晶而造成損失.
(3)硫酸亞鐵在潮濕的空氣中易被氧化生成一種物質(zhì)(堿式硫酸鐵),該反應(yīng)的化學(xué)方程式為4FeSO4+O2+2H2O=4Fe(OH)SO4
(4)鐵屑表面常有少量的鐵銹(Fe2O3•nH2O),對(duì)FeSO4的制備無(填“有”、“無”)影響,理由是(用離子方程式回答)Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、Fe+2Fe3+=3Fe2+
(5)若忽略鐵銹的影響,上述實(shí)驗(yàn)中硫酸亞鐵銨晶體的產(chǎn)率為$\frac{56{m}_{3}}{392({m}_{1}-{m}_{2})}$×100%.
(6)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn),檢驗(yàn)硫酸亞鐵銨晶體中含有結(jié)晶水(簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)操作、現(xiàn)象和結(jié)論)取硫酸亞鐵銨晶體于試管中,用酒精燈加熱試管,觀察現(xiàn)象在試管口有液體水生成,說明硫酸亞鐵銨晶體中含有結(jié)晶水.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

6.雙鴨山市第一中學(xué)高二化學(xué)興趣小組在實(shí)驗(yàn)室中制備硝基苯的主要步驟如下:
a.配制一定比例的濃H2SO4與濃HNO3的混合酸,加入反應(yīng)器中;
b.向室溫下的混合酸中逐滴加入一定量的苯,充分振蕩,混合均勻;
c.在一定溫度下發(fā)生反應(yīng),直至反應(yīng)結(jié)束;
d.粗產(chǎn)品依次用蒸餾水和5%NaOH溶液洗滌,最后再用蒸餾水洗滌;
e.將用無水CaCl2干燥后的粗硝基苯進(jìn)行蒸餾,得到純凈硝基苯.請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />①制備硝基苯的反應(yīng)類型是取代反應(yīng).
②配制一定比例的濃H2SO4和濃HNO3的混合酸時(shí),操作的注意事項(xiàng)是:先將濃硝酸注入容器中,再慢慢注入濃硫酸,并及時(shí)攪拌和冷卻.
③步驟d中洗滌、分離粗硝基苯應(yīng)使用的儀器是分液漏斗.
④步驟d中粗產(chǎn)品用5%NaOH溶液洗滌的目的是除去粗產(chǎn)品中殘留的酸.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

16.膽礬(CuSO4•5H2O)是銅的重要化合物,有著廣泛的應(yīng)用.以下是CuSO4•5H2O的實(shí)驗(yàn)室制備流程圖.
完成下列各題:
Ⅰ.(1)向含銅粉的稀硫酸中滴加濃硝酸,隨著銅粉的溶解可能觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象溶液呈藍(lán)色、有紅棕色氣體生成.
(2)制得的膽礬晶體(CuSO4•5H2O)中可能存在的雜質(zhì)是Cu(NO32(寫化學(xué)式).
(3)采用重量法測(cè)定CuSO4•5H2O的含量時(shí),步驟如下:
①取樣,稱量     ②加水溶解    ③加氯化鋇溶液生成沉淀   ④過濾(其余步驟省略)在過濾前,需要檢驗(yàn)是否沉淀完全,其操作是向上層清液中繼續(xù)滴加加氯化鋇溶液,若有沉淀產(chǎn)生說明還沒有沉淀完全.
Ⅱ.某研究性學(xué)習(xí)小組用ZRY-1型熱重分析儀對(duì)12.5克硫酸銅晶體(CuSO4•5H2O)進(jìn)行熱重分析,隨溫度的升高,硫酸銅晶體依次發(fā)生下列反應(yīng).
a.CuSO4•5H2O$\frac{\underline{\;258℃\;}}{\;}$CuSO4+5H2O       b.CuSO4$\frac{\underline{\;650℃\;}}{\;}$CuO+SO3↑,2SO3$\stackrel{△}{?}$2SO2+O2
c.4CuO$\frac{\underline{\;1000℃\;}}{\;}$2Cu2O+O2
請(qǐng)回答下列問題:
(4)①實(shí)驗(yàn)過程中熱重分析儀測(cè)得殘留固體質(zhì)量為3.8g,試推斷該固體的組分是CuO與Cu2O(寫化學(xué)式),其對(duì)應(yīng)的物質(zhì)的量之比是2:1.
②熱重分析儀加熱晶體至恒重后,將全部氣體導(dǎo)出,通入氫氧化鋇溶液充分反應(yīng),所得沉淀經(jīng)過濾、洗滌、干燥,質(zhì)量為11.65g.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

3.常溫下,水溶液中能大量共存的一組離子是( 。
A.與Al反應(yīng)放出氫氣的溶液中:Na+、H+、NH4+、NO3-
B.在c(H+)=1.0×10-13,mol/L的溶液中:Na+、K+、AlO2-、CO32-
C.澄清透明的溶液中:Fe3+、Mg2+、NO3-、S2-
D.在pH=1的溶液中:NH4+、K+、ClO-、Cl-

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

20.金屬銅具有良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性,在電氣和電子工業(yè)中應(yīng)用廣泛.
(1)用H2O2 和H2SO4 的混合溶液可溶出印刷電路板金屬粉末中的銅,寫出發(fā)生反應(yīng)的離子方程式Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O.
(2)某學(xué)習(xí)小組用“間接碘量法”測(cè)定含有CuSO4•5H2O晶體的試樣(不含能與I-發(fā)生反應(yīng)的氧化性雜質(zhì))的純度,過程如下:取0.625g試樣溶于水,加過量KI固體,充分反應(yīng),生成白色沉淀.用0.1000mol/L Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,到達(dá)滴定終點(diǎn)時(shí),消耗Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00mL.
已知:I2+2S2O32-=S4O62-+2I-
①選用淀粉溶液作滴定指示劑,滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是加入最后一滴,溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色,且30s不恢復(fù)顏色.
②CuSO4溶液與KI反應(yīng)的離子方程式為2Cu2++4I-=2CuI↓+I2
③試樣中CuSO4•5H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

1.下列說法正確的是( 。
A.溶液是呈電中性的,而膠體是可以帶電的
B.向沸水中加入FeCl3飽和溶液,繼續(xù)煮沸至溶液呈紅褐色時(shí)即得到Fe(OH)3膠體
C.清晨,陽(yáng)光透過樹葉間的縫隙可以產(chǎn)生丁達(dá)爾效應(yīng),說明空氣是一種膠體
D.常用于區(qū)分溶液和膠體的方法是利用丁達(dá)爾效應(yīng),屬于化學(xué)方法

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