Question

19．某研究性學(xué)習(xí)小組為合成1-丁醇，查閱資料得知一條合成路線：
CH₃CH=CH₂+CO+H₂$\stackrel{一定條件}{→}$CH₃CH₂CH₂CHO$→_{Ni，△}^{H_{2}}$CH₃CH₂CH₂CH₂OH
CO的制備原理：HCOOH$→_{△}^{濃硫酸}$CO↑+H₂O，并設(shè)計(jì)出原料氣的制備裝置（如圖所示）：

（1）實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有鋅粒、稀硝酸、稀鹽酸、濃硫酸、2-丙醇，從中選擇合適的試劑制備氫氣、丙烯，寫(xiě)出化學(xué)反應(yīng)方程式：Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑，（CH₃）₂CHOH$\frac{\underline{\;濃H_{2}SO_{4}\;}}{△}$ CH₂=CHCH₃↑+H₂O．
（2）若用以上裝置制備干燥純凈的CO，裝置中a和b的作用分別是平衡分液漏斗液面壓強(qiáng)與圓底燒瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)，防倒吸．
（3）若用以上裝置制備干燥純凈的H₂，c和d中盛裝的試劑分別是NaOH溶液，濃硫酸．
（4）制丙烯時(shí)，還產(chǎn)生少量SO₂、CO₂及水蒸氣，該小組用以下試劑檢驗(yàn)這4種氣體，（已知：①丙烯被高錳酸鉀氧化有CO₂生成②試劑可以重復(fù)使用）混合氣體通過(guò)試劑的順序是④②①②③⑤（填序號(hào)）．
①飽和Na₂SO₃溶液　 ②品紅溶液   ③澄清石灰水　  ④無(wú)水CuSO₄　 ⑤KMnO₄酸性溶液
（5）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(xiàn)得知：
①R-CHO+NaHSO₃（飽和）→RCH（OH）SO₃Na↓；
②沸點(diǎn)：乙醚34℃，1-丁醇118℃，并設(shè)計(jì)出如下提純路線：

試劑1為飽和NaHSO₃溶液，操作1為過(guò)濾，操作2為萃取，操作3為蒸餾．

Answer 1

分析 （1）制備氫氣選用鋅粒和稀鹽酸；制備丙烯選用2-丙醇和濃硫酸；
（2）在題給裝置中，a的作用保持分液漏斗和燒瓶?jī)?nèi)的氣壓相等，以保證分液漏斗內(nèi)的液體能順利加入燒瓶中；b主要是起安全瓶的作用，以防止倒吸；
（3）若用題給裝置制備H₂，則不需要酒精燈，c為除去氫氣中的酸性氣體，選用NaOH溶液，d為除去氫氣中的H₂O，試劑選用濃硫酸；
（4）檢驗(yàn)丙烯和少量SO₂、CO₂及水蒸氣組成的混合氣體各成分時(shí)，應(yīng)首先選④無(wú)水CuSO₄檢驗(yàn)水蒸氣，然后用②品紅溶液檢驗(yàn)SO₂，并用①飽和Na₂SO₃溶液除去SO₂；然后用②品紅溶液檢驗(yàn)SO₂是否除盡，然后用③石灰水檢驗(yàn)CO₂，用⑤酸性KMnO₄溶液檢驗(yàn)丙烯；
（5）加飽和NaHSO₃溶液形成沉淀，然后通過(guò)過(guò)濾即可除去；1-丁醇和乙醚的沸點(diǎn)相差很大，因此可以利用蒸餾將其分離開(kāi)．

解答 解：（1）氫氣可用活潑金屬鋅與非氧化性酸鹽酸通過(guò)置換反應(yīng)制備，氧化性酸如硝酸和濃硫酸與鋅反應(yīng)不能產(chǎn)生氫氣，方程式為Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑；2-丙醇通過(guò)消去反應(yīng)即到達(dá)丙烯，方程式為：（CH₃）₂CHOH$\frac{\underline{\;濃H_{2}SO_{4}\;}}{△}$ CH₂=CHCH₃↑+H₂O，
故答案為：Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑； （CH₃）₂CHOH$\frac{\underline{\;濃H_{2}SO_{4}\;}}{△}$ CH₂=CHCH₃↑+H₂O；
 （2）題給裝置中，a的作用保持分液漏斗和燒瓶?jī)?nèi)的氣壓相等，以保證分液漏斗內(nèi)的液體能順利加入燒瓶中，因?yàn)榧姿嵋兹苡谒员匦璺乐挂后w倒流，即b的作用是防止倒吸，
故答案為：平衡分液漏斗液面壓強(qiáng)與圓底燒瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)；防倒吸；
（3）若用以上裝置制備氫氣，就不再需要加熱，產(chǎn)生的氫氣中必然會(huì)混有氯化氫，所以在收集之前需要除去氯化氫，可以利用NaOH溶液吸收氯化氫，d為除去氫氣中的H₂O，試劑選用濃硫酸，
故答案為：NaOH溶液；濃硫酸；
（4）檢驗(yàn)丙烯和少量SO₂、CO₂及水蒸氣組成的混合氣體各成分時(shí)，應(yīng)首先選④無(wú)水CuSO₄檢驗(yàn)水蒸氣，然后用②品紅溶液檢驗(yàn)SO₂，并用①飽和Na₂SO₃溶液除去SO₂；然后用②品紅溶液檢驗(yàn)SO₂是否除盡，然后用③石灰水檢驗(yàn)CO₂，用⑤酸性KMnO₄溶液檢驗(yàn)丙烯，因此順序?yàn)棰堍冖佗冖邰荩?br />故答案為：④②①②③⑤；
（5）粗品中含有正丁醛，根據(jù)所給的信息利用加飽和NaHSO₃溶液形成沉淀，然后通過(guò)過(guò)濾即可除去；由于飽和NaHSO₃溶液是過(guò)量的，所以加入乙醚的目的是萃取溶液中的1-丁醇．因?yàn)?-丁醇和乙醚的沸點(diǎn)相差很大，因此可以利用蒸餾將其分離開(kāi)．
故答案為：飽和NaHSO₃溶液；過(guò)濾；萃��；蒸餾．

點(diǎn)評(píng) 本題考查有機(jī)物合成方案的設(shè)計(jì)，題目難度較大，綜合性較強(qiáng)，答題時(shí)注意把握物質(zhì)的分離、提純方法，把握物質(zhì)的性質(zhì)的異同是解答該題的關(guān)鍵．