Question

【題目】己二酸是重要的有機(jī)合成中間體，是重要的化工原料。己二酸的物理常數(shù)如表所示：

物質(zhì)	色態(tài)	相對(duì)分子質(zhì)量	熔點(diǎn)/℃	溶解度(性)
				g/100mL水			乙醇
己二酸	白色晶體	146	152	15℃	25℃	100℃	易溶
				1.4	2.3	160

Ⅰ.制備己二酸的一種反應(yīng)機(jī)理如下：

+HNO3(濃)HOOC(CH2)4COOH+NO2↑+H2O(未配平)

制備己二酸的裝置如圖所示(夾持、加熱裝置省略)。

(1)向三頸燒瓶中加入2mL濃HNO3，再緩慢滴加1mL環(huán)己醇，保持80℃持續(xù)反應(yīng)2h。儀器b的名稱是______________，能否用于蒸餾冷凝: ____________(填“能”或“否”)。反應(yīng)結(jié)束冷卻至室溫后，在冰水浴中冷卻，分離出己二酸粗品，用冰水浴的目的是__________

(2)圖中裝置的缺陷為____________________。

Ⅱ.用濃HNO3做氧化劑的合成方法中，濃HNO3會(huì)嚴(yán)重腐蝕設(shè)備�？茖W(xué)家改進(jìn)了合成已二酸的方法，改進(jìn)后的反應(yīng)機(jī)理如下：

HOOC(CH2)4COOH

(環(huán)己烯，難溶于水，易溶于乙醇)，使用的裝置如圖所示(夾持、加熱裝置省略)。

(3)儀器c與a相比較，優(yōu)點(diǎn)在于___________。

(4)檢驗(yàn)己二酸粗產(chǎn)品中含有少量環(huán)己烯時(shí)的方法_________。

(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，準(zhǔn)確稱取實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品0.1500g于250mL錐形瓶中，加入50mL熱的蒸餾水，攪拌溶解，滴加幾滴酚酞。用0.1000molL-1 NaOH溶液滴定。重復(fù)上述操作兩次，消耗NaOH的平均體積為20.00mL。

①滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為__________。

②產(chǎn)品的純度為______________(保留3位有效數(shù)字)。

Answer 1

【答案】(球形)冷凝管 否 降低己二酸的溶解度，析出更多己二酸晶體，便于分離，同時(shí)提高己二酸產(chǎn)率 缺少尾氣吸收裝置 平衡壓強(qiáng)，使液體順利流出 取少量樣品滴加酸性高錳酸鉀或者溴水或者溴的四氯化碳溶液，若褪色則含有環(huán)己烯，反之，則無(wú) 滴入最后一滴NaOH溶液時(shí)，錐形瓶中溶液由無(wú)色變?yōu)闇\紅色，且30s不褪色 97.3%(或0.973)

【解析】

Ⅰ.環(huán)己醇在三頸燒瓶中被濃HNO3氧化成己二酸，反應(yīng)物易揮發(fā)，為提高原料利用率，用球形冷凝管進(jìn)行冷凝回流。由于己二酸的溶解度隨溫度的升高而增大，為減少己二酸的損失，提高產(chǎn)率，可將反應(yīng)后的燒瓶冷卻至室溫，然后在放入冰水浴中冷卻析出較多己二酸晶體，再通過(guò)過(guò)濾、洗滌、干燥等操作得到己二酸晶體；

Ⅱ.環(huán)己烯在三頸燒瓶中被氧化成己二酸，通過(guò)冷凝管回流冷凝，提高原料利用率，再通過(guò)冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌等步驟得到己二酸晶體。

(1)b的名稱為：(球形)冷凝管，在進(jìn)行蒸餾操作時(shí)，若用球形冷凝管冷凝，則產(chǎn)品會(huì)殘留在冷凝管內(nèi)一部分，產(chǎn)率下降，所以在進(jìn)行蒸餾操作時(shí)，不用球形冷凝管進(jìn)行冷凝。產(chǎn)品己二酸的溶解度隨溫度的降低而減小，用冰水浴冷卻可以降低己二酸的溶解度，析出更多己二酸晶體，便于分離，同時(shí)也提高了己二酸產(chǎn)率，故答案為：(球形)冷凝管；否；降低己二酸的溶解度，析出更多己二酸晶體，便于分離，同時(shí)也提高了己二酸產(chǎn)率；

(2)該方法產(chǎn)生己二酸的同時(shí)產(chǎn)生二氧化氮會(huì)污染空氣，所以圖上缺少一個(gè)尾氣吸收裝置，故答案為：缺少尾氣吸收裝置；

(3)儀器c為恒壓滴液漏斗，與a相比，c可以平衡壓強(qiáng)，使液體順利流出，故答案為：平衡壓強(qiáng)，使液體順利流出；

(4)環(huán)己烯含有碳碳雙鍵，能和酸性高錳酸鉀溶液、溴水、溴的四氯化碳溶液反應(yīng)而使酸性高錳酸鉀溶液、溴水、溴的四氯化碳溶液褪色，所以可取少量樣品滴加酸性高錳酸鉀或者溴水或者溴的四氯化碳溶液檢驗(yàn)，若褪色則含有環(huán)己烯，反之，則無(wú)，故答案為：取少量樣品滴加酸性高錳酸鉀或者溴水或者溴的四氯化碳溶液，若褪色則含有環(huán)己烯，反之，則無(wú)；

(5)①滴有酚酞的己二酸為無(wú)色，用NaOH滴定時(shí)，若到達(dá)終點(diǎn)，則己二酸反應(yīng)完，滴入的最后一滴NaOH溶液無(wú)法被消耗，溶液遇到酚酞后將由無(wú)色變?yōu)闇\紅色，且30s內(nèi)不會(huì)褪色，故答案為：滴入最后一滴NaOH溶液時(shí)，錐形瓶中溶液由無(wú)色變?yōu)闇\紅色，且30s不褪色；

②由題意可知，消耗NaOH的物質(zhì)的量=0.1000molL-1×20.00mL×10-3=2.0×10-3mol，由于己二酸含二個(gè)羧基，故有反應(yīng)關(guān)系式：己二酸～2NaOH，所以樣品中己二酸的物質(zhì)的量=

=1×10-3mol，那么樣品中己二酸的質(zhì)量=1×10-3mol×146g/mol=0.1460g，所以產(chǎn)品的純度==97.3%(或0.973)，故答案為：97.3%(或0.973)。