酒泉职业技术学院 《工科化学实验技术》 学习领域教案
NO : 10
09石化1、2、3、应化1班 2010.5.10-5.17 1、用铬酸氧化法环己酮的制备实验，
为什么要严格控制反应温在
60〜65 C
关键点：温度的控制。

11 复习提问
之间，温度过高或过低有什么不好?
学习情境 环己酮的制备
课程内容
1. 通过氧化反应制备环己酮
2. 普通蒸馏装置的安装与操作方法。

学习目标
1•学习铬酸氧化法制环己酮的原理和方法。

进一步了解醇和酮之间的 联系和
区别；
2•了解盐析效应在分离有机化合物中的应用;
主要内容（*重点、难点）
教学设计与组织 重点：掌握铬酸的配制及环己酮的制备方法。

【教学设计】
难点：熟悉醇的氧化、盐析原理，掌握蒸馏及减 压过滤操作技。

第一部分: 要内容
第二部分: 组织教学和复习上次课主 （时间：5分钟） 讲解新
内容。

一、实验原
仪器：真空泵、漏斗、抽滤瓶、布氏漏斗、酒精 灯、滤纸、铁架台、铁圈、火柴、烧杯、球形冷
凝管、圆底烧瓶、分液漏斗
药品：重铬酸钠（Na2Cr2O7・2H2O ）;环己醇; 硫酸；无水硫酸镁；饱和食盐水；草酸 主要内容: 、实验原理 二、实验步骤
教学地点
逸夫教学楼化学实验室 教学及参考资料 【步骤一】 仪器安装、检验 （一）铬酸的配制
（二）溶液的反应
（时间：200分钟）
【步骤二】结果处理计算回收率 （时间：10分钟） 教学仪器设备
投影仪，教学计算机
实验仪器
练习与习题
课时
实验•北京：科学出版社，2003.3
2. 罗志刚主编.基础化学实验技术.广州：华南
理工大学出版社，2002.8
3. 陈同云主编.工科化学实验.北京：化学工业
出版社，2003.7
4. 王尊本主编.综合化学实验.北京：科学出版
社，2003.8
5. 周志高，初玉霞主编.有机化学实验.化学工业
出版社，2005.4
环己酮的制备
、教学要求：
学习铬酸氧化法制环己酮的原理和方法。

进一步了解醇和酮之间的联系和区另叽
、预习内容：
1.实验原理
2.抽虑操作
3.盐析
三、实验原理：
实验室制备脂肪或脂环醛酮，
最常用的方法是将伯醇和仲醇用铬酸氧化。

铬酸是重要的铬酸
盐和40- 50%硫酸的混合物。

仲醇用铬酸氧化是制备酮的最常用的方法。

酮对氧化剂比较 稳定，不易进一步氧化。

1.王秋长，赵鸿喜，张守民，李一峻编•基础化学
、思考题
1.环己醇用铬酸氧化得到环 己
酮，用高锰酸钾氧化则得己二 酸，为什么？
2•盐析的作用是什么？ 3.能否用铬酸氧化法把 2- 丁
醇和2-甲基-2-丙醇区别开来？ 说明原因，并写出有关反应式。

二、完成实验报告
铬酸氧化醇是一个放热反应，必须严格控制反应的温度，以免反应
过于激烈。

环己酮主要用于合成尼龙
-6或尼龙-66，还广泛用作溶剂，它尤其因对许多高聚
物（如树脂、橡胶、涂料）的溶解性能优异而得到广泛的应用。

在皮革工业中还用作脱脂剂 和洗涤剂。

OE
3 ° 十 N 西CqO? 4-
+ Cr 2（SO 4）3 + Na 3SO 4 十 7 H 30
四、仪器与药品
仪器： 250ml 圆底烧瓶、温度计、蒸馏装置、分液漏斗。

药品： 浓硫酸、环己醇、重铬酸钠、草酸、食盐、无水碳酸钠。

四、实验步骤： 1. 铬酸溶液的配制
在250mL 烧杯中加入30mL 水和5.5g 重铬酸钠，搅拌使之全部溶解。

然后在 搅拌下慢慢加入4.5mL 浓硫酸，将所得橙红色溶液冷却至 30 °C 以下备用。

2.氧化反应 在250mL 圆底烧瓶中加入5.5mL 环己醇，然后取此铬酸溶液Iml 加入圆底
烧瓶中，充分振摇，这时可观察到反应温度上升和反应液由橙红色变为
墨绿色，表明氧化反应已经发生。

继续向圆底 烧瓶中滴加剩余的重铬酸钠（或重铬酸钾）溶 液，同时不断振摇烧瓶，控制滴加速度，保持 烧瓶内反应液温度在60~65 C 之间。

若超过此 温度时立即在冰水浴中冷却。

在圆底挠瓶中插 入一支温度计，并继续振摇反应瓶。

这时温度 徐徐上升，当温度上升到 55 C 时，用水浴冷 却，并维持反应温度在 60~65 C 。

大约0.5h 左右，当温度开始下降时移去冷水浴，室温下 放置20分钟左右，其间仍要间歇振摇反应瓶 酸（0.5~1.0g 或甲醇1mL ）以还原过量的氧化剂
3. 在反应瓶中加入30mL 水，如图1装置仪器（改用锥形瓶作接受器）进行蒸馏，
收集约50mL 馏出液。

这一步蒸馏操作实际上是一种简化了的水蒸气蒸馏。

环已 酮与水形成沸点为95 C 的恒沸混合物（含环已酮38.4 %）。

应注意馏出液的量不 能太多，因为馏出液中含水较多，而环已酮在水中的溶解度较大 （31 C 时
为
2.4g ）;否则,即使利用盐析效应，也有少量环已酮溶于水而损失掉。

4. 把馏出液用食盐水饱和，并将馏出液移至分液漏斗中，静止，分出有机相。

水相用15mL 乙醚提取一次，将乙醚提取液与有机相合并，用无水硫酸镁干燥。

5. 按图1装置仪器，在水浴上蒸出乙醚（在接液管的尾部接一通住水槽或室
外的橡皮管，以便把易挥发、易燃的乙醚蒸气通入水槽的下水管内或引出室外 ）
,
如果反应液不能完全变成墨绿色,
则应加入少量草 几次，最后反应液呈墨绿色
然后改用空气冷接管和接受器（如图2装置）继续蒸馏，收集150~155 C的馏分，产量3~4g。

（产率66-72%）。

纯粹环己酮为无色透明液体，沸点1557C ,相对密度d= 0.9478,折光率1.4507。

乙醚的凝固点一116.2C，沸点34.5C，相对密度0.7138（20/4C）。

图2 空气冷凝蒸馏装置
五、存在的问题与注意事项：
1.本实验是一个放热反应，必须严格控制温度。

2.本实验使用大量乙醚作溶剂和萃取剂，故在操作时应特别小心，以免出现意外。

3.环己酮在31C水解度为2.4g /100ml水中。

加入粗盐的目的是为了降低溶解度，有利于分层。

4.反应容器外要用冰水浴冷却。

5.反应完全后反应液呈墨绿色，如果反应液不能完全变成墨绿色，则应加入少量草酸或甲醇以还原过量的氧化剂；
6.加水蒸馏时，水的馏出量不宜过多，否则即使使用盐析，仍不可避免有少量环己酮溶于水中而损失。

六、深入讨论：
1 •盐析的作用是什么？
答：盐析的作用：
氯化钠是离子子型晶体，溶于水中可增大水的介电常数，使极性小的有机物在水中的溶解度进一步降低，达到萃取分离的目的。

2•能否用铬酸氧化法把2-丁醇和2-甲基-2-丙醇区别开来？说明原因，并写出有关反应式。

答：能用铬酸氧化法把2- 丁醇和2-甲基-2-丙醇区别开来。

2- 丁醇被氧化为
2- 丁酮，反应液变绿；2-甲基-2-丙醇不被氧化，反应液无颜色变化。

3. 用铬酸氧化法环己酮的制备实验，为什么要严格控制反应温在
55〜60C
之间，温度过高或过低有什么不好？
答：本反应是一个放热反应，温度高反应过于激烈，不易控制，易冲出，温 度过低反应不易进行，导致反应不完全。

4. 制备环己酮时，在加重铬酸钾（钠）溶液过程中，为什么要待反应物的橙 红色
完全消失后，方能加入下一批重铬酸钾 （钠）?
答：重铬酸钾（钠）的氧化性比较强，如果一次加入很大量的话，会将环己醇氧化 到环己酮，再继续氧化开环生成己二酸，所以加入重铬酸钾 （钠）时要分批加入, 防止过度氧化。

而橙红色消失就是重铬酸钾（钠）反应完全的标志。

OH
3
CH 3C HCH 2CH 3
+
Na 2Cr 2O 7 + 5 H 2SO 4 O
-3 CH CC H CH + Cr 2（S°4）3+2NaHSO 4+ 7H 2。