Question

16．正丁醛是一種化工原料．某實驗小組利用如下裝置合成正丁醛．

發(fā)生的反應(yīng)如下：
CH₃CH₂CH₂CH₂OH$→_{H_{2}SO_{4}△}^{Na_{2}Cr_{2}O_{2}}$CH₃CH₂CH₂CHO
反應(yīng)物和產(chǎn)物的相關(guān)數(shù)據(jù)如下：

	沸點/℃	密度（g．cm-3）	水中溶解性
正丁醇	117.2	0.8109	微溶
正丁醛	75.5	0.8107	微溶

實驗步驟如下：
①將6.0gNa₂Cr₂O₇放入100mL燒杯中，加30mL水溶解，再緩慢加入5mL濃硫酸，將所得溶液小心轉(zhuǎn)移至B中．
②在A中加入4.0g正丁醇和幾粒沸石，加熱．當(dāng)有蒸汽出現(xiàn)時，開始滴加B中溶液．滴加過程中保持反應(yīng)溫度為90～95℃，在E中收集90℃以下的餾分．
③將餾出物倒入分液漏斗中，分去水層，有機層干燥后蒸餾，收集75～77℃餾分，產(chǎn)量2.0g．
回答下列問題：
（1）B儀器的名稱是分液漏斗，D儀器的名稱是直形冷凝管．
（2）沸石的作用是防止暴沸．
（3）將正丁醛粗產(chǎn)品置于分液漏斗中分液時，水在下層（填“上”或“下”）
（4）反應(yīng)溫度應(yīng)保持在90～95℃，其原因是保證正丁醛及時蒸出，又可盡量避免其被進一步氧化．
（5）本實驗中，正丁醛的產(chǎn)率為51%．

Answer 1

分析 實驗步驟如下：
①將6.0gNa₂Cr₂O₇放入100mL燒杯中，加30mL水溶解，再緩慢加入5mL濃硫酸，將所得溶液小心轉(zhuǎn)移至B中．
②在A中加入4.0g正丁醇和幾粒沸石，加熱．當(dāng)有蒸汽出現(xiàn)時，開始滴加B中溶液．滴加過程中保持反應(yīng)溫度為90～95℃，在E中收集90℃以下的餾分．
③將餾出物倒入分液漏斗中，分去水層，有機層干燥后蒸餾，收集75～77℃餾分，產(chǎn)量2.0g．
（1）B儀器的名稱是分液漏斗，D儀器的名稱直形冷凝管；
（2）加入沸石的作用是防止暴沸；
（3）由表中數(shù)據(jù)可知，正丁醛密度小于水的密度，據(jù)此判斷；
（4）根據(jù)題目所給反應(yīng)物和產(chǎn)物的沸點數(shù)據(jù)可知，反應(yīng)溫度保持在90～95℃，既可保證正丁醛及時蒸出，又可盡量避免其被進一步氧化；
（5）設(shè)正丁醛的產(chǎn)率為x，則正丁醇的利用率為x，根據(jù)關(guān)系式C₄H₁₀O～C₄H₈O列方程計算．

解答 解：（1）B儀器的名稱是分液漏斗，D儀器的名稱直形冷凝管，故答案為：分液漏斗；直形冷凝管；
（2）液體混合液加熱為防止加熱發(fā)生暴沸需要加入沸石，沸石的作用是防止暴沸，故答案為：防止暴沸；
（3）正丁醛密度為0.8017 g•cm^-3，小于水的密度，故分層水層在下方，故答案為：下；
（4）根據(jù)題目所給反應(yīng)物和產(chǎn)物的沸點數(shù)據(jù)可知，反應(yīng)溫度保持在90～95℃，既可保證正丁醛及時蒸出，又可盡量避免其被進一步氧化，
故答案為：保證正丁醛及時蒸出，又可盡量避免其被進一步氧化；
（5）設(shè)正丁醛的產(chǎn)率為x，則正丁醇的利用率為x，根據(jù)關(guān)系式，
C₄H₁₀O～C₄H₈O
74      72
4xg      2g
解得：x=$\frac{74×2}{72×4}$×100%=51%，
故答案為：51．

點評 本題考查有機化學(xué)實驗、反應(yīng)原理、基本操作、化學(xué)計算等，難度不大，注意計算中正丁醇的轉(zhuǎn)化率等于正丁醛的產(chǎn)率，注意對基礎(chǔ)知識的理解掌握．