Question

【題目】某化學(xué)興趣小組為合成1-丁醇，查閱資料得知如下合成路線：CH3CH=CH2+CO+H2CH3CH2CH2CHOCH3CH2CH2CH2OH

已知：CO的制備原理：HCOOHCO↑+H2O．（常溫下甲酸為液體）

（1）原料氣CH3CH=CH2、CO和H2的制備均可用圖1裝置：

填寫下列空白：

①若用上述裝置制備氫氣，收集裝置可選用圖2下列______裝置

②若用上述裝置制備干燥純凈的CO氣體，裝置b的作用是______；c中盛裝的試劑是______。

為了控制生成一氧化碳的速度，則分液漏斗a中盛裝的試劑是______。

③實驗室用濃硫酸和2-丙醇制備丙烯時，還產(chǎn)生少量SO2、CO2及水蒸氣，該小組用圖3試劑檢驗這四種氣體，混合氣體通過試劑的順序是______（填序號，試劑可以重復(fù)使用）；寫出2-丙醇與濃硫酸反應(yīng)生成SO2、CO2及水蒸氣的化學(xué)方程式______；

（2）合成正丁醛的反應(yīng)為正向放熱的可逆反應(yīng)，為增大反應(yīng)速率和提高原料氣的轉(zhuǎn)化率，你認(rèn)為應(yīng)該采用的適宜反應(yīng)條件是______。

a．低溫、高壓、催化劑b．適當(dāng)?shù)臏囟�、高壓、催化�?/span>

c．常溫、常壓、催化劑d．適當(dāng)?shù)臏囟取⒊�壓、催化�?/span>

（3）正丁醛經(jīng)催化加氫得到含少量正丁醛的1-丁醇粗品。為純化1-丁醇，該小組查閱文獻得知：

①R-CHO+NaHSO3（飽和）→RCH（OH）SO3Na↓；

②沸點：乙醚34℃，1-丁醇118℃，并設(shè)計出如圖提純路線：

試劑1為______，操作3為______。

Answer 1

【答案】BC 防倒吸，安全瓶作用 NaOH溶液 HCOOH EDADCB CH3CH2OH+9H2SO413H2O+9SO2↑+3CO2↑ b 飽和NaHSO3溶液 蒸餾

【解析】

根據(jù)實驗原理、合成路線圖及實驗裝置圖分析選擇正確實驗裝置并分析裝置作用；根據(jù)物質(zhì)性質(zhì)書寫相關(guān)反應(yīng)方程式；根據(jù)影響反應(yīng)速率的因素選擇適合的反應(yīng)條件；根據(jù)物質(zhì)提純和分離方法及路線圖分析解答。

（1）①因為氫氣不溶于水，密度比空氣小，可以用排水法或向下排空氣法收集，裝置B或C符合題意，故答案為：BC；

②因為甲酸易溶于水，所以必須防止液體倒流，即b的作用是防止倒吸；甲酸在濃硫酸的作用下通過加熱脫水即生成CO，由于甲酸易揮發(fā)，產(chǎn)生的CO中必然會混有甲酸，所以在收集之前需要除去甲酸，可以利用NaOH溶液吸收甲酸，CO 的制備原理：HCOOH CO↑+H2O。（常溫下甲酸為液體）甲酸為反應(yīng)物，濃硫酸為催化劑，為了控制生成一氧化碳的速度，則分液漏斗a中盛裝的試劑是HCOOH，故答案為：防倒吸，安全瓶作用； NaOH溶液；HCOOH；

③檢驗丙烯可以用酸性KMnO4溶液，檢驗SO2可以用酸性KMnO4溶液褪色、品紅溶液或石灰水，檢驗CO2可以石灰水，檢驗水蒸氣可以無水CuSO4，所以在檢驗這四種氣體必須考慮試劑的選擇和順序。只要通過溶液，就會產(chǎn)生水蒸氣，因此先檢驗水蒸氣；然后檢驗SO2并在檢驗之后除去SO2，除SO2可以用飽和Na2SO3溶液，用品紅溶液檢驗SO2是否除盡，最后檢驗CO2和丙烯，用石灰水檢驗CO2，再用酸性KMnO4溶液檢驗丙烯，則裝置按氣流方向的連接順序為：EDADCB，濃硫酸具有強氧化性，能將乙醇氧化，反應(yīng)方程式為：CH3CH2OH+9H2SO413H2O+9SO2↑+3CO2↑，故答案為：EDADCB；CH3CH2OH+9H2SO413H2O+9SO2↑+3CO2↑；

（2）由于反應(yīng)是一個體積減小的可逆反應(yīng)，所以采用高壓，有利于增大反應(yīng)速率和提高原料氣的轉(zhuǎn)化率，正向反應(yīng)是放熱反應(yīng)，雖然低溫有利于提高原料氣的轉(zhuǎn)化率，但不利于增大反應(yīng)速率，因此要采用適當(dāng)?shù)臏囟�，催化劑不能提高原料氣的轉(zhuǎn)化率，但有利于增大反應(yīng)速率，縮短到達平衡所需要的時間，故正確所選項是b；故答案為：b；

（3）粗品中含有正丁醛，根據(jù)所給的信息利用飽和NaHSO3溶液形成沉淀，然后通過過濾即可除去；由于飽和NaHSO3溶液是過量的，所以加入乙醚的目的是萃取溶液中的1-丁醇。因為1-丁醇和乙醚的沸點相差很大，因此可以利用蒸餾將其分離開，故答案為：飽和NaHSO3溶液；蒸餾。