Question

某研究性学习小组为合成1-丁醇，查阅资料得知一条合成路线：

CH₃CH＝CH₂+CO+H₂CH₃CH₂CH₂CHOCH₃CH₂CH₂CH₂OH

CO的制备原理：HCOOHCO↑ + H₂O，并设计出原料气的制备装置(如下图所示)：

（1）实验室现有锌粒、稀硝酸、稀盐酸、浓硫酸、2-丙醇,从中选择合适的试剂制备氢气、丙烯，写出化学反应方程式：              ，             。

（2）若用以上装置制备干燥纯净的CO，装置中a和b的作用分别是            ，              。

（3） 若用以上装置制备干燥纯净的H₂，c和d中盛装的试剂分别是             ，              。

（4）制丙烯时，还产生少量SO₂、CO₂及水蒸气，该小组用以下试剂检验这4种气体，（已知：①丙烯被高锰酸钾氧化有CO₂生成②试剂可以重复使用）混合气体通过试剂的顺序是           (填序号)。

①饱和Na₂SO₃溶液 ②品红溶液   ③澄清石灰水   ④无水CuSO₄ ⑤KMnO₄酸性溶液

（5）正丁醛经催化加氢得到含少量正丁醛的1-丁醇粗品。为纯化1-丁醇，该小组查阅文献得知：

①R—CHO + NaHSO₃(饱和)RCH(OH)SO₃Na↓；

②沸点：乙醚34 ℃，1-丁醇118 ℃，并设计出如下提纯路线：

试剂1为         ，操作1为         ，操作2为         ，操作3为        。

Answer

（1）Zn+2HCl＝ZnCl2+H2↑

CH3CH＝CH2↑+H2O

（2）平衡分液漏斗液面压强与圆底烧瓶内压强 防倒吸

（3）NaOH溶液 浓硫酸（4）④②①②③⑤

（5）饱和NaHSO3溶液 过滤 萃取 蒸馏

【解析】

试题分析：（1）锌与稀盐酸反应生成氢气，方程式为Zn+2HCl＝ZnCl2+H2↑；根据题给试剂，2-丙醇通过消去反应可以制得丙烯，化学方程式为（CH3）2CHOHCH2＝CHCH3↑+H2O；

（2）甲酸在浓硫酸的作用下通过加热脱水生成CO，为了使产生的气体能顺利的从发生装置中排出，就必需保持压强一致，因此a的作用是保持恒压，保证分液漏斗内外压强平衡，便于液体顺利流下；由于甲酸易挥发，产生的CO中必然会混有甲酸，所以在收集之前需要除去甲酸，可以利用NaOH溶液吸收甲酸．又因为甲酸易溶于水，所以必需防止液体倒流，即b的作用是作安全瓶，防倒吸；最后通过浓硫酸干燥CO，则c和d中盛装的试剂分别是NaOH溶液、浓硫酸。

（3）根据以上分析可知c和d中盛装的试剂分别是NaOH溶液、浓硫酸。

（4）检验丙烯可以用酸性KMnO4溶液，检验SO2可以用酸性KMnO4溶液、品红溶液或石灰水，检验CO2可以用石灰水，检验水蒸气可以用无水CuSO4，所以在检验这四种气体时必需考虑试剂的选择和顺序。只要通过溶液，就会产生水蒸气，因此先检验水蒸气，然后检验SO2并在检验之后除去SO2，除SO2可以用饱和Na2SO3溶液，最后检验CO2和丙烯，因此顺序为④②①②③⑤（或④②①③⑤）。

（5）粗品中含有正丁醛，根据所给的信息利用饱和NaHSO3溶液形成沉淀，然后通过过滤除去；由于饱和NaHSO3溶液是过量的，所以加入乙醚的目的是萃取溶液中的1-丁醇。因为1-丁醇和乙醚的沸点相差很大，因此可以利用蒸馏将其分离开。

考点：考查有机物合成方案的设计。物质的制备、检验和提纯等知识。