Question

2．
正丁醚常用作有機(jī)反應(yīng)的溶劑．實(shí)驗(yàn)室制備正丁醚的反應(yīng)和主要實(shí)驗(yàn)裝置如下：
2CH₃CH₂CH₂CH₂OH$?_{135℃}^{濃硫酸}$（CH₃CH₂CH₂CH₂）₂O+H₂O
反應(yīng)物和產(chǎn)物的相關(guān)數(shù)據(jù)如下

	相對(duì)分子質(zhì)量	沸點(diǎn)/℃	密度/（g•cm-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

合成反應(yīng)：
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(yīng)液，迅速升溫至135℃，維持反應(yīng)一段時(shí)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，振蕩后靜置，分液得粗產(chǎn)物．
④粗產(chǎn)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(shí)間后棄去氯化鈣．
⑤將上述處理過的粗產(chǎn)物進(jìn)行蒸餾，收集餾分，得純凈正丁醚11g．
請(qǐng)回答：
（1）步驟①中濃硫酸和正丁醇的添加順序?yàn)橄燃尤胝�丁醇，再加入濃硫酸�?br />（2）加熱A前，需先從b（填“a”或“b”）口向B中通入水．
（3）步驟③的目的是初步洗去濃硫酸，振蕩后靜置，粗產(chǎn)物應(yīng)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洗去有機(jī)層中殘留的NaOH及中和反應(yīng)生成的鹽．
（5）步驟⑤中，加熱蒸餾時(shí)應(yīng)收集d（填選項(xiàng)字母）左右的餾分．
a．100℃b． 117℃
c． 135℃d．142℃
（6）反應(yīng)過程中會(huì)觀察到分水器中收集到液體物質(zhì)，且分為上下兩層，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，分水器中液體逐漸增多至充滿時(shí)，上層液體會(huì)從左側(cè)支管自動(dòng)流回A．分水器中上層液體的主要成分為正丁醇，下層液體的主要成分為水．
（7）本實(shí)驗(yàn)中，正丁醚的產(chǎn)率為34%．（保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）步驟①中濃硫酸和正丁醇的添加順序類似濃硫酸的稀釋；
（2）冷凝水的水流方向和氣流方向相反，下口進(jìn)，上口出；
（3）在反應(yīng)混合物中，濃硫酸能溶解于水，正丁醚不溶，正丁醇微溶于水，所以步驟③的目的是初步洗去濃硫酸；分液漏斗中振蕩?kù)o置后，上層液體中為密度比水小的正丁醚和正丁醇，從分液漏斗的上口倒出；
（4）步驟③巾最后一次水洗的目的為洗去有機(jī)層殘留的NaOH及中和反應(yīng)生成的鹽；
（5）步驟⑤中，加熱蒸餾的目的是收集正丁醚，而正丁醚的沸點(diǎn)為142℃；
（6）液體混合物加熱會(huì)蒸發(fā)出，經(jīng)過冷凝器降溫轉(zhuǎn)化為液體，由于正丁醇的密度比水小且微溶于水，故正丁醇在上層，水在下層；
（7）實(shí)驗(yàn)前37g正丁醇的物質(zhì)的量為$\frac{37g}{74g/mol}$=0.5mol，根據(jù)方程式中正丁醇與正丁醚的相互關(guān)系可知正丁醚的理論產(chǎn)物物質(zhì)的量為$\frac{0.5mol}{2}$=0.25mol，對(duì)應(yīng)正丁醚的質(zhì)量為0.25mol×130g•mol^-1=32.5g，正丁醚的產(chǎn)率為$\frac{11g}{32.5g}$%=34%．

解答 解：（1）步驟①中濃硫酸和正丁醇的添加順序類似濃硫酸的稀釋，
故答案為：先加入正丁醇，再加入濃硫酸；
（2）冷凝水的水流方向和氣流方向相反，下口進(jìn)，上口出，
故答案為：b；
（3）在反應(yīng)混合物中，濃硫酸能溶解于水，正丁醚不溶，正丁醇微溶于水，所以步驟③的目的是初步洗去濃硫酸；分液漏斗中振蕩?kù)o置后，上層液體中為密度比水小的正丁醚和正丁醇，從分液漏斗的上口倒出，
故答案為：濃硫酸；上；
（4）步驟③巾最后一次水洗的目的為洗去有機(jī)層殘留的NaOH及中和反應(yīng)生成的鹽，
故答案為：洗去有機(jī)層中殘留的NaOH及中和反應(yīng)生成的鹽；
（5）步驟⑤中，加熱蒸餾的目的是收集正丁醇，而正丁醇的沸點(diǎn)為142℃，故應(yīng)收集142℃左右的餾分，
故答案為：d；
（6）分水器中收集到液體物質(zhì)，因正丁醇密度比水小且微溶于水，會(huì)分為上下兩層，上層為正丁醇，下層主要成分為水，
故答案為：正丁醇；水；
（7）實(shí)驗(yàn)前提供的37g正丁醇的物質(zhì)的量為$\frac{37g}{74g/mol}$=0.5mol，根據(jù)方程式中正丁醇與正丁醚的相互關(guān)系可知正丁醚的理論產(chǎn)物物質(zhì)的量為$\frac{0.5mol}{2}$=0.25mol，對(duì)應(yīng)正丁醚的質(zhì)量為0.25mol×130g•mol^-1=32.5g，正丁醚的產(chǎn)率為$\frac{11g}{32.5g}$×100%=34%，
故答案為：34%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查實(shí)驗(yàn)的基本操作，混合物的分離操作，重點(diǎn)考查分液、蒸餾操作，有關(guān)物質(zhì)的量基本計(jì)算和產(chǎn)率的計(jì)算等，關(guān)注基礎(chǔ)考查，中等難度．