Question

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

物質	色態	相對分子質量	熔點/℃	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機理如下：

+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環己醇，保持80℃持續反應2h。儀器b的名稱是______________，能否用于蒸餾冷凝: ____________(填“能”或“否”)。反應結束冷卻至室溫后，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會嚴重腐蝕設備。科學家改進了合成已二酸的方法，改進后的反應機理如下：

HOOC(CH2)4COOH

(環己烯，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，優點在于___________。

(4)檢驗己二酸粗產品中含有少量環己烯時的方法_________。

(5)實驗結束后，準確稱取實驗產品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。重復上述操作兩次，消耗NaOH的平均體積為20.00mL。

①滴定終點的現象為__________。

②產品的純度為______________(保留3位有效數字)。

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，同時提高己二酸產率 缺少尾氣吸收裝置 平衡壓強，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，若褪色則含有環己烯，反之，則無 滴入最后一滴NaOH溶液時，錐形瓶中溶液由無色變為淺紅色，且30s不褪色 97.3%(或0.973)

【解析】

Ⅰ.環己醇在三頸燒瓶中被濃HNO3氧化成己二酸，反應物易揮發，為提高原料利用率，用球形冷凝管進行冷凝回流。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，提高產率，可將反應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，再通過過濾、洗滌、干燥等操作得到己二酸晶體；

Ⅱ.環己烯在三頸燒瓶中被氧化成己二酸，通過冷凝管回流冷凝，提高原料利用率，再通過冷卻結晶、過濾、洗滌等步驟得到己二酸晶體。

(1)b的名稱為：(球形)冷凝管，在進行蒸餾操作時，若用球形冷凝管冷凝，則產品會殘留在冷凝管內一部分，產率下降，所以在進行蒸餾操作時，不用球形冷凝管進行冷凝。產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，同時也提高了己二酸產率，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，同時也提高了己二酸產率；

(2)該方法產生己二酸的同時產生二氧化氮會污染空氣，所以圖上缺少一個尾氣吸收裝置，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，使液體順利流出，故答案為：平衡壓強，使液體順利流出；

(4)環己烯含有碳碳雙鍵，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，若褪色則含有環己烯，反之，則無，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，若褪色則含有環己烯，反之，則無；

(5)①滴有酚酞的己二酸為無色，用NaOH滴定時，若到達終點，則己二酸反應完，滴入的最后一滴NaOH溶液無法被消耗，溶液遇到酚酞后將由無色變為淺紅色，且30s內不會褪色，故答案為：滴入最后一滴NaOH溶液時，錐形瓶中溶液由無色變為淺紅色，且30s不褪色；

②由題意可知，消耗NaOH的物質的量=0.1000molL-1×20.00mL×10-3=2.0×10-3mol，由于己二酸含二個羧基，故有反應關系式：己二酸～2NaOH，所以樣品中己二酸的物質的量=

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