Question

4．正丁醛是一種化工原料．某實驗小組利用如圖裝置合成正丁醛．發(fā)生的反應(yīng)如下：
CH₃CH₂CH₂CH₂OH$→_{H_{2}SO_{4}加熱}^{Na_{2}Cr_{2}O_{7}}$CH₃CH₂CH₂CHO
反應(yīng)物和產(chǎn)物的相關(guān)數(shù)據(jù)列表如下：

	沸點/℃	密度/（g•cm-3）	水中溶解性
正丁醇	117.2	0.8109	微溶
正丁醛	75.7	0.8017	微溶

實驗步驟如下：
將6.0g Na₂Cr₂O₇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．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．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）實驗中，能否將Na₂Cr₂O₇溶液加到濃硫酸中，并說明理由不能，濃H₂SO₄遇水放出大量的熱，容易濺出傷人．
（2）加入沸石的作用是防暴沸．若加熱后發(fā)現(xiàn)未加沸石，應(yīng)采取的正確方法是停止加熱，冷卻后補加．
（3）上述裝置圖中，B的名稱是分液漏斗，D儀器的名稱是直形冷凝管．
（4）B儀器使用前必須進行的操作是C．
a．潤濕b．干燥      c．檢漏         d．標(biāo)定
（5）將正丁醛粗產(chǎn)品置于分液漏斗中分液時，正丁醛在上層（填“上”或“下”）
（6）反應(yīng)溫度應(yīng)保持在90-95℃，其原因是既可保證正丁醛及時蒸出，又可盡量避免其被進一步氧化，為更好的控制溫度，可以采取的改進措施是水浴加熱．
（7）本實驗中，正丁醛的產(chǎn)率為51%．

Answer 1

分析 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，該物質(zhì)作催化劑，注意先后順序，相當(dāng)于稀釋濃硫酸；
②在A中加入4.0g正丁醇和幾粒沸石，沸石防暴沸，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，得到的餾分中含有正丁醛；
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，得到正丁醛；
（1）不能將Na₂Cr₂O₇溶液加到濃硫酸中，因為濃硫酸的密度大，容易發(fā)生迸濺；
（2）加入沸石的作用是防止暴沸，若加熱后發(fā)現(xiàn)未加沸石，停止加熱，冷卻后補加；
（3）B儀器的名稱是分液漏斗，D儀器的名稱直形冷凝管；
（4）分液漏斗使用前必須檢漏；
（5）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；
（6）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；
（7）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）因為濃硫酸的密度大，將Na₂Cr₂O₇溶液加到濃硫酸中，容易發(fā)生迸濺傷人，不能將Na₂Cr₂O₇溶液加到濃硫酸中，
故答案為：不能；濃H₂SO₄遇水放出大量的熱，容易濺出傷人；
（2）加入沸石的作用是防止暴沸，若加熱后發(fā)現(xiàn)未加沸石，應(yīng)采取的正確方法是：停止加熱，冷卻后補加，
故答案為：防止暴沸；停止加熱，冷卻后補加；
（3）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；
（4）B為分液漏斗使用前必須檢漏，故選C，
故答案為：C；
（5）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，正丁醛置于分液漏斗中在上層，
故答案為：上；
（6）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，為更好的控制溫度，可以采取的改進措施是水浴加熱，
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； 水浴加熱；
（7）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=$\frac{74×2}{72×4}$=51.4%，
故答案為：51.4．

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，題目難度不大，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．