硝酸氧化環己醇實驗裝置圖

A. 硝酸氧化環己醇制備己二酸實驗過程

一、實驗目的

1、學習環己醇氧化制備己二酸的原理和方法；

2、掌握重結晶、攪拌等基本操作。

二、實驗原理

己二酸是合成尼龍-66的主要原料之一，可以用硝酸氧化環己醇製得。

反應方程式如下：

三、實驗葯品及其物理常數

葯品名稱
分子量
用量
熔點

(℃)
沸點

(℃)
比重

(d420)
溶解性

(水)

環己醇
100.16
5.3 mL
24
160.9
0.96
微溶於水

硝酸(50%)
63
16 mL

溶於水

釩酸銨
116.99
0.01 g

其它
5％ NaOH溶液

四、主要儀器和材料

水浴鍋 三口燒瓶(100 mL、19#×3) 恆壓滴液漏斗 空心塞(14#) 球形冷凝管(19#) 螺帽接頭(19#，2隻) 溫度計(100℃) 布氏漏斗 吸濾瓶 燒杯 冰 濾紙 水泵等.

五、實驗裝置

滴加、迴流、尾氣吸收裝置

六、操作步驟

【操作要點及注意事項】

⑴ 搭裝置：儀器的選用，搭配順序，各儀器高度位置的控制要合理。

⑵ 檢驗氣密性：實驗產生的二氧化氮氣體有毒，所以裝置要求嚴密不漏氣。注意尾氣吸收裝置中三角漏斗的高度。

⑶ 加料：環己醇和硝酸切不可用同一量筒量取。釩酸銨不可多加，否則產品發黃。

⑷ 滴加：本實驗為強烈放熱反應，所以滴加環己醇的速度不宜過快，以免反應過劇，引起爆炸。一般可在環己醇中加1mL水，一是減少環己醇因粘稠帶來的損失，二是避免反應過劇。

⑸ 加熱：可選擇水浴加熱，滴加完後繼續用80-90 ℃水浴加熱約15 min, 同時要搖動反應瓶，至幾乎無棕色二氧化氮氣體放出為止。

B. 誰可以告訴我有機化學實驗己二酸的實驗目的、環己醇、50%硝酸、釩酸氨的物理常數啊考試！急！！！謝了！

（1）溫度太低，反應太慢，太高則副反應多。因為反應放出大量熱，所以要控制滴內加速度，否則溫度難以控容制。（2）為了讓反應一開始就一直在適宜溫度下進行，減少副反應。（3）反應的快慢和反應物濃度有關，開始時濃度高，滴加慢。（4）有差別，因為有副反應，且反應不充分。這個實驗我做過，確實反應不充分。

C. 環己醇制備環己酮

環己醇氧化得到的是酮，酮只要選用合適的氧化劑和條件就不會再氧化下去。你內可以用一個燒瓶，里容面投入環己酮和重鉻酸鉀或者鹼性高錳酸鉀，然後上面加上一個分餾柱，反應過程中不斷將沸點滴的環己酮蒸出來，可以防止繼續被氧化。

當然也可以採用一些特殊試劑，比如用鉻酐和吡啶絡合而成的沙瑞特試劑或者鉻酐溶於稀硫酸生成的瓊斯試劑中氧化環己酮。這些氧化劑氧化性控製得好，不會發生進一步的開環反應

D. 實驗室制備環己酮的反應原理為：其反應的裝置示意圖如圖1（夾持裝置、加熱裝置略去）：環己醇、環己酮、

（1）①儀器B的名稱是分液漏斗，故答案為：分液漏斗；
②蒸餾操作時，一段時間後發現未通冷凝水，不能立即接通冷凝水，防止驟冷將冷凝管炸裂，應該等到裝置冷卻後再通冷凝水，故答案為：停止加熱，冷卻後通自來水；
③環己酮和水能形成具有固定組成的混合物，具有固定的沸點，蒸餾時能被一起蒸出，所以蒸餾難以分離環己酮和水的混合物．環己酮和水能夠產生共沸，採取蒸餾是不可取的，建議採用精餾，故答案為：環已酮和水形成具有固定組成的恆沸物一起蒸出；
（2）漂粉精和冰醋酸反應生成的次氯酸具有較強的氧化性，使用漂粉精和冰醋酸來代替，這樣避免使用有毒的Na₂Cr₂O₇，故答案為：避免使用有毒的Na₂Cr₂O₇；（3）①聯系製取肥皂的鹽析原理，即增加水層的密度，有利於分層，環己酮的提純時應首先加入NaCl固體，使水溶液的密度增大，將水與有機物更容易分離開來，然後向有機層中加入無水MgSO₄，出去有機物中少量的水，然後過濾，除去硫酸鎂晶體，再進行蒸餾即可，故答案為：cdba；
②加入NaCl固體，使水溶液的密度增大，將水與有機物更容易分離開來，故答案為：增加水層的密度，有利於分層，減小產物的損失；
（4）由萃取劑對金屬離子的萃取率與pH的關系可知，調節溶液PH在3.0～3.5之間，可使Mn²⁺完全沉澱，並防止Co²⁺轉化為Co（OH）₂沉澱，故答案為：b．

E. 實驗二十用環己酮制備己二酸的純化過程

蔣永生等以聚乙二醇為相轉移催化劑，在功率為50W的超聲波作用下，採用30%的硝酸氧化環己醇合成己二酸。在反應過程中，廢氣中的NO2質量濃度明顯減小，吸收處理完全，減少了NO2對大氣環境的污染，己二酸的產率可達到46%。採用稀硝酸氧化環己醇未見有明顯產品生成，表明聚乙二醇-300有較好的催化效果，當相轉移催化劑的用量為2%時，具有很明顯的催化效果。超聲波及相轉移催化劑在反應中均有重要作用，超聲波作用時間為40min最佳。馬祖福等研究了以Na2WO4·2H2O為催化劑，磺基水楊酸為配體，採用清潔的雙氧水為氧化劑催化氧化環己醇合成己二酸。採用正交設計的方法，綜合考慮了催化劑與配體比例、催化劑用量及反應時間對反應的影響，以及各因素之間的相互作用對試驗結果的影響，確立最佳反應條件。在反應初期形成過氧鎢酸鹽有機酸配位化合物，此活性中心不但具有載活性氧物種，而且具有一定的親油性，使雙相體系中發生在水相里的氧化和水解反應易於進行，催化效果較好。該反應操作簡單，易於控制，且副產物只有水，是一種對環境友好的合成路線。王向宇等研究了以精苯為原料制備環己烯的工藝條件。精苯在釘催化劑的存在下控制一定的溫度、壓力可以生成環己烯和環己烷。苯的轉化率為40%-50%，其中環己烯的選擇性為80%。再在高硅沸石催化劑存在下，控制一定的濃度、壓力，可使環己烯水化生成環己醇。環己烯的轉化率為10%，環己醇的選擇性為99%。環己醇被硝酸氧化即可製得己二酸。採用該工藝生產己二酸具有產品質量好，純度高的特點。此外，精苯在部分加氫時的反應條件溫和，加氫及水合反應均在液相中進行，操作安全，不需採取專門的安全措施；副產品少，環己烷是唯一的副產品，它也可以作為化學試劑出售；加氫和水合反應過程不像傳統工藝那樣產生一元酸、二元酸、酯等，廢液量少，環保投資低，具有環保優勢；生產過程不存在設備結垢問題，不存在堵塞問題，因此事故少、維修少；能耗低，生產成本較低。宮紅等採用長鏈的伯銨或叔胺的硫酸鹽為相轉移催化劑，在Na2WO4·2H2O的作用下，以高錳酸鉀氧化環己醇制備己二酸。反應條件溫和，不產生有毒氣體，反應速度快、產率較高。值得注意的是，若不用此相轉移催化劑，且沒有控制好高錳酸鉀的滴加量，會造成沖料而引起爆炸。楊秀英用聚乙二醇(PEG-6000)、十二烷基硫酸鈉(SDS)等作為環己醇液相氧化製取己二酸的相轉移催化劑，實驗發現SDS在高錳酸鉀氧化環己醇的反應中具有較好的相轉移催化作用，改變了反應體系的微環境，能夠提高己二酸的收率。Bfziat等使用廉價、清潔空氣作為氧化劑，用碳作為載體，鉑為催化劑C(Pt)：5.4%，在液相體系中由環己醇合成了己二酸。在溫度423
K、壓力5
MP時己二酸的轉化率、選擇性均為50%，主要副產物為戊二酸和丁二酸。該反應以清潔、廉價的空氣作為氧化劑，對在水相中由環己醇合成有價值衍生物，也是一種比較理想的氧化方法。

F. 3、寫出用硝酸氧化環己醇成為己二酸的平衡方程式（假定硝酸的分解產物完全是二氧化氮）。根據方程式計算己

5HNO3+C6H12O=HOOC(CH2)4COOH+5NO2+8H2O

G. （2012南京模擬）己二酸是合成尼龍-66的主要原料之一．實驗室用高錳酸鉀氧化環己醇制己二酸的裝置如圖所

（1）步驟②中需維持反應溫度45℃左右，防止溫度過高，反應太劇烈不易控制，且內可能有副產品發生容降低己二酸的產率；溫度過低，反應速率太慢，
故答案為：溫度過高，反應太劇烈不易控制，且可能有副產品發生降低己二酸的產率；溫度過低，反應速率太慢；
（2）向反應混合物中加入少量A固體直至點滴試驗無紫色環為止，說明高錳酸鉀被還原，應加入還原性物質，題中只有NaHSO₃能與高錳酸鉀發生氧化還原反應，
故答案為：a；
（3）步驟④抽濾完畢或中途停止抽濾時，應防止倒吸，則應先斷開漏斗與安全瓶的連接，再關閉水龍頭，
故答案為：先斷開漏斗與安全瓶的連接，再關閉水龍頭；
（4）己二酸鉀可與鹽酸反應生成己二酸，故答案為：將己二酸的鉀鹽轉化為己二酸；
（5）若要計算己二酸的產率，應知道環己醇的質量，則應知道環己醇的密度，故答案為：環己醇的密度；
（6）如是用硝酸氧化，硝酸鋇還原，可生成氮氧化物等污染物，故答案為：產生氮氧化物，污染空氣．

H. 濃硝酸氧化環己醇制備己二酸會產生哪些雜質

相對於己二酸產品會產生戊二酸丁二酸等二元酸「雜質」，會產生亞硝氣，有硝酸離子殘留。反應用催化劑等金屬離子殘留，
在整個系統中也會有極微量的鐵離子，一般不影響質量。

I. (12分)某化學學習小組採用下圖所提供的儀器裝置（夾持儀器已略去）設計實驗：驗證濃硝酸的氧化性。實驗表