Question

1．正丁醚是惰性溶劑，可用作有機(jī)合成反應(yīng)溶劑．某實(shí)驗(yàn)小組利用如下裝置（夾持和加熱裝置均省略）合成正丁醚．發(fā)生的反應(yīng)為：
2CH₃CH₂CH₂CH₂OH$\stackrel{H_{2}SO_{4}}{→}$CH₃CH₂CH₂CH₂OCH₂CH₂CH₂CH₃+H₂O
反應(yīng)物和產(chǎn)物的相關(guān)數(shù)據(jù)列表如下：

化合物 名稱	密度（g/mL ）	熔  點(diǎn)（℃）	沸  點(diǎn)（℃）	水中溶解性
正丁醇	0.810	-89.8	118.0	微溶
正丁醚	0.7689	-95.3	142	不溶于水
備注：正丁醚微溶于飽和氯化鈣溶液．

實(shí)驗(yàn)步驟：在一定容積的三口燒瓶中，加入10.9g（相當(dāng)13.5mL）正丁醇、2.5mL濃硫酸和幾粒沸石，搖勻后，一口裝上溫度計，溫度計插入液面以下，另一口裝上分水器，分水器的上端接球形冷凝管，先在分水器內(nèi)放置1.7mL水，另一口用塞子塞緊．然后將三口瓶放在石棉網(wǎng)上小火加熱至微沸，進(jìn)行分水．反應(yīng)中產(chǎn)生的水經(jīng)球形冷凝管后，收集在分水器的下層，上層有機(jī)層積至分水器支管時，即可返回?zé)�瓶．大約經(jīng)1.5h后，三口瓶中反應(yīng)液溫度可達(dá)134一136℃，當(dāng)下層水至分水器的支管口處停止反應(yīng)．
將反應(yīng)液冷卻到室溫后倒入盛有25mL水的分液漏斗中，經(jīng)過分離、洗滌后再分離提純可得正丁醚3.4g．回答下列問題：
（1）該實(shí)驗(yàn)時球形冷凝管的進(jìn)水口為2（填1或2）；
（2）在該實(shí)驗(yàn)中，三口燒瓶的容積最適合的是A（填入正確選項(xiàng)前的字母）．
A．50mL　　　　　 B．150mL　　　　 C．250mL　　　　 D．500mL
（3）本實(shí)驗(yàn)中容易產(chǎn)生烴類化合物的化學(xué)反應(yīng)方程式為：HOCH₂CHBrCH₂CH₃ $→_{△}^{濃H_{2}SO_{4}}$CH₂=CHCH₂CH₃+H₂O．
（4）反應(yīng)液冷卻到室溫后倒入盛有25mL水的分液漏斗中，振蕩靜置，得到有機(jī)層的操作方法是將分液漏斗頸上的玻璃塞打開，再將分液漏斗下面活塞擰開，使下層液體慢慢沿?zé)�杯壁留下，關(guān)閉分液漏斗，將上層有機(jī)物從分液漏斗上口倒出．
（5）有機(jī)層粗產(chǎn)物依次用12mL水、8mL5%氫氧化鈉溶液、8mL水和8mL飽和氯化鈣溶液洗滌．用氫氧化鈉溶液溶液洗滌的目的是除去產(chǎn)品中的硫酸；用氯化鈣溶液洗滌的目的是除去少量的氫氧化鈉，且能減少產(chǎn)物的損失．
（6）洗滌完成后，通過以下操作分離、提純產(chǎn)物，正確的操作順序是cba（填字母）．
a．蒸餾              b．過濾　       c．加入無水CaCl₂
（7）本實(shí)驗(yàn)所得到的正丁醚產(chǎn)率為35.34%．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)逆流時冷凝效果好判斷進(jìn)水口；
（2）三口燒瓶的中所加入的液體為13.5mL）正丁醇、2.5mL濃硫酸，共約為16mL左右，三口燒瓶中液體加熱時一般液體體積不超過三分之二，據(jù)此選擇燒瓶的規(guī)格；
（3）正丁醇在濃硫酸加熱的條件下容易脫水生成1-丁烯；
（4）反應(yīng)液冷卻到室溫后倒入盛有25mL水的分液漏斗中，振蕩靜置，由于正丁醚的密度小于水，所以得到有機(jī)層在上層，要先將水層從分液漏斗下口放出，再將上層液體從上口倒出；
（5）有機(jī)層粗產(chǎn)物中有少量的硫酸，可以用氫氧化鈉除去，正丁醚微溶于飽和氯化鈣溶液，所以可以用飽和氯化鈣溶液洗滌除去有機(jī)物中少量的氫氧化鈉；
（6）洗滌完成后，加入無水氯化鈣干燥，通過過濾除去無水氯化鈣，再通過蒸餾可得丁醚；
（7）10.9g（相當(dāng)13.5mL）正丁醇的物質(zhì)的量為0.147mol，根據(jù)反應(yīng)2CH₃CH₂CH₂CH₂OH$→_{135℃}^{濃硫酸}$C₄H₉OC₄H₉+H₂O，生成的丁醚的物質(zhì)的量為0.074mol，計算出理論產(chǎn)量，正丁醚產(chǎn)率=$\frac{實(shí)際產(chǎn)量}{理論產(chǎn)量}$×100%；

解答 解：（1）根據(jù)逆流時冷凝效果好，所以進(jìn)水口為2，
故答案為：2；
（2）三口燒瓶的中所加入的液體為13.5mL）正丁醇、2.5mL濃硫酸，共約為16mL左右，三口燒瓶中液體加熱時一般液體體積不超過三分之二，選擇燒瓶的規(guī)格為50mL，
故選A；
（3）正丁醇在濃硫酸加熱的條件下容易脫水生成1-丁烯，反應(yīng)方程式HOCH₂CHBrCH₂CH₃ $→_{△}^{濃H_{2}SO_{4}}$CH₂=CHCH₂CH₃+H₂O，
故答案為：HOCH₂CHBrCH₂CH₃ $→_{△}^{濃H_{2}SO_{4}}$CH₂=CHCH₂CH₃+H₂O；
（4）反應(yīng)液冷卻到室溫后倒入盛有25mL水的分液漏斗中，振蕩靜置，由于正丁醚的密度小于水，所以得到有機(jī)層在上層，要先將水層從分液漏斗下口放出，再將上層液體從上口倒出，操作為將分液漏斗頸上的玻璃塞打開，再將分液漏斗下面活塞擰開，使下層液體慢慢沿?zé)�杯壁留下，關(guān)閉分液漏斗，將上層有機(jī)物從分液漏斗上口倒出，
故答案為：將分液漏斗頸上的玻璃塞打開，再將分液漏斗下面活塞擰開，使下層液體慢慢沿?zé)�杯壁留下，關(guān)閉分液漏斗，將上層有機(jī)物從分液漏斗上口倒出；
（5）有機(jī)層粗產(chǎn)物中有少量的硫酸，可以用氫氧化鈉除去產(chǎn)品中的硫酸，正丁醚微溶于飽和氯化鈣溶液，所以可以用飽和氯化鈣溶液洗滌除去有機(jī)物中少量的氫氧化鈉，且能減少產(chǎn)物的損失，
故答案為：除去產(chǎn)品中的硫酸；除去少量的氫氧化鈉，且能減少產(chǎn)物的損失；
（6）洗滌完成后，過濾除去無水氯化鈣，再通過蒸餾可得丁醚，所以操作順序是cba，
故答案為：cba；
（7）10.9g（相當(dāng)13.5mL）正丁醇的物質(zhì)的量為0.147mol，根據(jù)反應(yīng)2CH₃CH₂CH₂CH₂OH$→_{135℃}^{濃硫酸}$C₄H₉OC₄H₉+H₂O，生成的丁醚的物質(zhì)的量為0.074mol，丁醚的理論產(chǎn)量為130×0.074g=9.62g，所以正丁醚產(chǎn)率=$\frac{實(shí)際產(chǎn)量}{理論產(chǎn)量}$×100%=$\frac{3.4g}{9.62g}$×100%=35.34%，
故答案為：35.34%．

點(diǎn)評 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)的量基本計算和產(chǎn)率的計算等，關(guān)注基礎(chǔ)考查，中等難度．