Question

正丁醚常用作有機反應的溶劑。實驗室制備正丁醚的反應和主要實驗裝置如下：
2CH₃CH₂CH₂CH₂OH (CH₃CH₂CH₂CH₂)₂O+H₂O
反應物和產物的相關數據如下

	相對分子質量	沸點/℃	密度/（g/cm3）	水中溶解性
正丁醇	74	117．2	0．8109	微溶
正丁醚	130	142．0	0．7704	幾乎不溶

合成反應：
①將6 mL濃硫酸和37 g正丁醇，按一定順序添加到A中，并加幾粒沸石。
②加熱A中反應液，迅速升溫至135℃，維持反應一段時間。分離提純：
③待A中液體冷卻后將其緩慢倒人盛有70 mL水的分液諞斗中，振搖后靜置，分液得粗產物。
④粗產物依次用40 mL水、20 mL NaOH溶液和40 mL水洗滌，分液后加入約3 g無水氯化鈣顆粒，靜置一段時間后棄去氯化鈣。
⑤將上述處理過的粗產物進行蒸餾，收集餾分，得純凈正丁醚11 g。

請回答：
（1）步驟①中濃硫酸和正丁醇的添加順序為                       。
（2）加熱A前，需先從____（填“a”或“b”）口向B中通入水。
（3）步驟③的目的是初步洗去           ，振搖后靜置，粗產物應從分液漏斗的       （填“上”或“下”）口分離出。
（4）步驟③中最后一次水洗的目的為                    。
（5）步驟⑤中，加熱蒸餾時應收集       （填選項字母）左右的餾分。
A．100℃     B．117℃     C．135℃      D．142℃
（6）反應過程中會觀察到分水器中收集到液體物質，且分為上下兩層，隨著反應的進行，分水器中液體逐漸增多至充滿時，上層液體會從左側支管自動流回A。分水器中上層液體的主要成分為____，下層液體的主要成分為            。
（7）本實驗中，正丁醚的產率為           。

Answer 1

（1）先加入正丁醇，再加入濃硫酸。
（2）b
（3）濃硫酸；上
（4）洗去有機層中殘留的NaOH及中和反應生成的鹽。
（5）D
（6）正丁醇；水
（7）34%

試題分析：（1）步驟①中濃硫酸和正丁醇的添加順序為先向其中加入密度小的正丁醇，然后再加入密度大的濃硫酸。類似濃硫酸的稀釋。（2）水冷凝器的冷卻水加入方式是下口進入冷水，熱水從上口流出。選項為b．（3）在反應混合物中，濃硫酸能溶解于水中，正丁醚不溶，正丁醇微溶于水。所以步驟③的目的是初步洗去濃硫酸。由于正丁醚、正丁醇密度都比水小，所以粗產物應從分液漏斗的上口分離出來。（4）步驟③中最后一次水洗的目的為洗去有機層中殘留的NaOH及中和反應生成的鹽。（5）本實驗的目的是為了制取正丁醚，而正丁醚的沸點為142℃．所以步驟⑤中，加熱蒸餾時應收集142℃時的餾分。選項為d。（6）液體混合物加熱會蒸出，經過冷凝器降溫會轉化為液體，由于正丁醇的密度不水小。又微溶于水，所以在上層，水在下層。因此分水器中上層液體的主要成分為正丁醇；下層液體的主要成分為水。（7）n(正丁醇)=37g÷74g/mol=0．5mol ．根據方程式中正丁醇與正丁醚的相互關系可知：正丁醚的理論產物質的量為n(正丁醚)= 0．25mol． m(正丁醚)= 0．25mol×130g/mol=32．5g實際產的正丁醚的物質的量為：m(正丁醚)=" 11" g。所以本實驗中，正丁醚的產率為(11g÷32．5g)×100%=34%。