Question

【題目】正丁醇常用作有機反應的溶劑。實驗室制備正丁醇的主要實驗裝置如下圖：

反應物和產物的相關數據如下下：

	相對分 子質量	沸點/ ℃	密度 （gcm-3）	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

合成正丁醚的步驟：

①將6mL濃硫酸和37g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入盛有70mL水的分液漏斗中，振搖后靜置，分液得粗產物．

④粗產物依次用40mL水、20mL NaOH溶液和40mL水洗滌，分液后加入約3g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13g．

請回答：

（1）加熱A前，需先從_______________b（填“a”或“b”）口向B中通入水；

（2）步驟①中濃硫酸和正丁醇的添加順序為_______________；寫出步驟②中制備正丁醚的化學方程式_______________；

（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_____上（填“上”或“下”）口分離出；

（4）步驟④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_______________（填物質名稱）；

（7）本實驗中，正丁醚的產率為_______________。

Answer 1

【答案】（1）b （2）先加正丁醇，再加濃H2SO4或將濃H2SO4滴加到正丁醇中

2CH3CH2CH2CH2OH CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3+H2O

（3）濃H2SO4 上

（4）洗去有機層中殘留的NaOH及中和反應生成的鹽Na2SO4

（5）d （6）水 正丁醇 （7）40%

【解析】

試題分析：（1）采取逆流原理通入冷凝水，使冷凝管充分冷凝水，進行充分冷卻，即從b口通入冷凝水；

（2）因為濃硫酸的密度大，應將濃硫酸加到正丁醇中，防止發生迸濺；正丁醇在濃硫酸、加熱135℃條件下發生分子間脫水反應生成CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3，反應方程式為：2CH3CH2CH2CH2OH CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3+H2O；

（3）用水可以洗去混有的濃H2SO4；正丁醇、正丁醚不溶于水，溶液分層，粗產品的密度小于水在上層，應從分液漏斗的上口分離出；

（4）步驟④中最后一次水洗，可以洗去有機層中殘留的NaOH及中和反應生成的鹽Na2SO4；

（5）正丁醚沸點為142℃，粗產品中含有正丁醇，其沸點為117.2℃，低于正丁醚的沸點，加熱蒸餾正丁醇先汽化，加熱蒸餾時應收集142℃左右的餾分；

（6）反應控制溫度135℃，高于正丁醇的沸點，正丁醇、水均揮發，從球形冷凝管中冷凝回流的為正丁醇、水，正丁醇微溶于水，密度小于水，在分水器中會分層，正丁醇在上層，水在下層；

（7）由2CH3CH2CH2CH2OH CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3+H2O，可知37g正丁醇完全反應得到正丁醚的質量為××130g/mol=32.5g，故樣品產率為（13g÷32.5g）×100%=40%。