已二酸是一种重要的有机二元酸,主要用于制造尼龙66纤维和尼龙66树脂,在实验室中可通过环己醇的氧化反应来制备.反应原理:3 

所属学校:学历教育 科目:高中化学 2024-08-07 08:08:12 高中化学

已二酸是一种重要的有机二元酸,主要用于制造尼龙66纤维和尼龙66树脂,在实验室中可通过环己醇的氧化反应来制备.反应原理:3

1 +8HNO32 3HOOC(CH2)4COOH+8NO↑+7H2O,反应装置(部分夹持装置和热源已省略)如图所示.

3

实验步骤:

Ⅰ在60mL三颈烧瓶中加入16.0mL50%硝酸(ρ=1.31g•cm﹣3)和微量(0.01g)偏钒酸铵,瓶的正口安装电动搅拌器,两侧口分别安装仪器a和b.用仪器b滴加5.3mL环己醇(ρ=0.9624g•cm﹣3),搅拌器用玻璃搅拌棒,仪器a另一端连接气体吸收装置,用纯碱液作吸收溶液.

Ⅱ首先将瓶内液体加热到50℃左右,开动搅拌器,滴入环己醇,使反应处于微沸状态.滴加完毕后于90℃左右水浴加热20分钟,至反应完毕.

Ⅲ趁热倒出瓶中混合液于烧杯内,烧杯置于冰水浴中,静置冷却,析出产品,过滤,用少量冷水洗涤沉淀,干燥后称重.

Ⅳ将粗产品在水中进行重结晶操作.

请回答下列问题:

(1)仪器a的名称是______ . 仪器b在使用前应______ .

(2)偏钒酸铵的作用是______ .

(3)反应完成后,趁热倒出反应液的目的是______ .

(4)本实验中己二酸的理论产量为______ .

(5)用纯碱液吸收尾气时发生的相关化学反应为: 2NO2+NaCO3═NaNO2+NaNO3+CO2 ①

NO+NO2+Na2CO3═2NaNO2+CO2 ②

现用1000g质量分数为21.2%的纯碱吸收液吸收尾气,每产生22.4L(标准状况下)CO2时,吸收液质量就增加44g.则吸收液中NaNO2和NaNO3的物质的量之比为______

【答案】

(1)冷凝管;检查是否漏水

(2)催化剂

(3)反应刚结束的时候,反应液容易倒出,若冷却至室温,己二酸会结晶析出,不容易倒出,造成产品的损失

(4)7.4

(5)5:3

【解析】

解:(1)由实验装置图可知,图中仪器a的名称是冷凝管;带有玻璃塞的仪器使用前用检漏,b为分液漏斗,在使用前要检查是否漏水;所以答案是:冷凝管;检查是否漏水;(2)已知反应原理为:3 1 +8HNO32 3HOOC(CH2)4COOH+8NO↑+7H2O,该反应过程中偏钒酸铵不参加反应,所以作催化剂;所以答案是:催化剂;(3)反应完成后,要趁热倒出反应液,因为己二酸常温下为固体,温度较低时会从溶液中析出,反应刚结束的时候,液体温度较高,反应液容易倒出,若冷却至室温,己二酸会结晶析出,不容易倒出,造成产品的损失;所以答案是:反应刚结束的时候,反应液容易倒出,若冷却至室温,己二酸会结晶析出,不容易倒出,造成产品的损失;(4)加入的硝酸的质量为:16.0mL×1.31g/mL×50%=10.5g,环己醇的质量为:5.3mL×0.9624g/mL=5.1g,反应方程式为:3 1 +8HNO32 3HOOC(CH2)4COOH+8NO↑+7H2O 3×100 8×63 3×146

5.1g xg mg

则x= 3 =8.568g,则硝酸过量,

设生成的己二酸为mg,

则m= 3 =7.446≈7.4g,

所以答案是:7.4;(5)设NaNO2的物质的量为xmol,NaNO3的物质的量为ymol,

2NO2+NaCO3═NaNO2+NaNO3+CO2

2y y y y

NO+NO2 +Na2CO3 ═2NaNO2 +CO2

44 x﹣y4

已知产生22.4L(标准状况下)CO2 , 则x+ 4 = 5

溶液增加的质量为:2y•46+ 4 •30+ 4 •46﹣ 5 •44=44,

联立两个方程式解得:x:y=5:3,

所以吸收液中NaNO2和NaNO3的物质的量之比为5:3;所以答案是:5:3.

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