Question

3．己二酸是合成尼龍-66的主要原料之一．實驗室合成己二酸的原理、有關數(shù)據(jù)及裝置示意圖如下：

物質	密度（20℃）	熔點	沸點	溶解性
環(huán)己醇	0.962g/cm3	25.9℃	160.8℃	20℃時水中溶解度為3.6g，可混溶于乙醇、苯
己二酸	1.360g/cm3	152℃	337.5℃	在水中的溶解度：15℃時1.44g，25℃時2.3g，易溶于乙醇、不溶于苯

實驗步驟如下：
Ⅰ．在三頸燒瓶中加入16mL　50%的硝酸（密度為1.31g/cm³），再加入1～2粒沸石，滴液漏斗a中盛放有5.4mL環(huán)己醇．
Ⅱ．水浴加熱三頸燒瓶至50℃左右，移去水浴，緩慢滴加5～6滴環(huán)己醇，搖動三頸燒瓶，觀察到有紅棕色氣體放出時再慢慢滴加剩下的環(huán)己醇，維持反應溫度在60℃～65℃之間．
Ⅲ．當環(huán)己醇全部加入后，將混合物用80℃～90℃水浴加熱約10min（注意控制溫度），直至無紅棕色氣體生成為止．
Ⅳ．趁熱將反應液倒入燒杯中，放入冰水浴中冷卻，析出晶體后過濾、洗滌、干燥、稱重．
請回答下列問題：
（1）裝置中儀器b的名稱為球形冷凝管，使用時要從下口（填“上口”或“下口”）通入冷水．滴液漏斗的細支管a的作用是平衡滴液漏斗與圓底燒瓶內壓強，便于環(huán)己醇順利流下．
（2）本實驗所用50%的硝酸物質的量濃度為10.4mol/L；實驗中，氮氧化物廢氣（主要成分為NO₂和NO）可以用NaOH溶液來吸收，其主要反應為：2NO₂+2NaOH=NaNO₂+NaNO₃+H₂O和NO+NO₂+2NaOH=2NaNO₂+H₂O
其中NaOH溶液可以用Na₂CO₃溶液來替代，請模仿上述反應，寫出Na₂CO₃溶液吸收的兩個方程式：2NO₂+Na₂CO₃=NaNO₂+NaNO₃+CO₂；NO+NO₂+Na₂CO₃=2NaNO₂+CO₂．
（3）向三頸燒瓶中滴加環(huán)己醇時，反應溫度迅速上升，為使反應溫度不致過高，必要時可采取的措施是將三頸燒瓶置于冰水浴中．
（4）為了除去可能的雜質和減少產品損失，可依次用冰水和苯洗滌晶體．

Answer 1

分析 （1）儀器b為球形冷凝管；采取逆流原理通入冷凝水，使冷凝管中充滿冷凝水，使揮發(fā)的有機物進行冷凝回流，提高原料利用率；平衡滴液漏斗與圓底燒瓶內壓強，便于液體順利流下；
（2）根據(jù)c=$\frac{1000ρω}{M}$計算該硝酸的物質的量濃度；
將氫氧化鈉替換為碳酸鈉、水替換為二氧化碳即可；
（3）將三頸燒瓶置于冰水浴中冷卻；
（4）己二酸不溶于苯，而環(huán)己醇易溶于苯，要減小因洗滌導致的損失，可以用苯洗滌．

解答 解：（1）儀器b為球形冷凝管；采取逆流原理通入冷凝水，使冷凝管中充滿冷凝水，使揮發(fā)的有機物進行冷凝回流，提高原料利用率，即從冷凝管的下口通入，從上口流出，滴液漏斗的細支管a的作用是：平衡滴液漏斗與圓底燒瓶內壓強，便于環(huán)己醇順利流下，
故答案為：球形冷凝管；下口；平衡滴液漏斗與圓底燒瓶內壓強，便于環(huán)己醇順利流下；
（2）根據(jù)c=$\frac{1000ρω}{M}$，可知50%的硝酸（密度為1.31g/cm³）的物質的量濃度為$\frac{1000×1.31×50%}{63}$mol/L=10.4mol/L，
Na₂CO₃溶液吸收的兩個方程式：2NO₂+Na₂CO₃=NaNO₂+NaNO₃+CO₂，NO+NO₂+Na₂CO₃=2NaNO₂+CO₂，
故答案為：10.4mol/L；2NO₂+Na₂CO₃=NaNO₂+NaNO₃+CO₂，NO+NO₂+Na₂CO₃=2NaNO₂+CO₂；
（3）為使反應溫度不致過高，必要時可采取的措施是：將三頸燒瓶置于冰水浴中冷卻，
故答案為：將三頸燒瓶置于冰水浴中；
（4）溶解度隨溫度變化較大，向用冰水洗滌，有利于結晶析出，由于己二酸不溶于苯，而環(huán)己醇易溶于苯，要減小因洗滌導致的損失，可以用苯洗滌，
故答案為：苯．

點評 本題考查有機物的制備實驗，涉及對反應原理的分析、儀器的識別、物質分離提純、對操作與裝置的分析評價等，側重考查學生對信息的獲取與遷移應用，難度中等．