Question

正丁醚常用作有机反应的溶剂。实验室制备正丁醚的反应和主要实验装置如下：2CH3CH2CH2CH2OH（CH3CH2CH2CH2）2O+H2O，反应物和产物的相关数据如下表：

①将6 mL浓硫酸和37 g正丁醇，按一定顺序添加到A中，并加几粒沸石。

②加热A中反应液，迅速升温至135℃，维持反应一段时间。

③分离提纯：待A中液体冷却后将其缓慢倒入盛有70 mL水的温度分液漏斗中，振摇后静置，分液得粗产物。

④粗产物依次用40 mL水、20 mL NaOH溶液和40 mL水洗涤，分液后加入约3g无水氯化钙颗粒，静置一段时间后弃去氯化钙。

⑤将上述处理过的粗产物进行蒸馏，收集馏分，得纯净正丁醚11g。请回答：

（1）步骤①中浓硫酸和正丁醇的添加顺序为：应先加                            。

（2）加热A前，需先从        （填“a”或“b”）口向B中通入水。

（3）步骤③的目的是初步洗去       ，振摇后静置，粗产物应      （填“上”或“下”）口倒出。

（4）步骤⑤中，加热蒸馏时应收集         （填选项字母）左右的馏分。

A．100℃      B．117℃         C．135℃       D．142℃

（5）反应过程中会观察到分水器中收集到液体物质，且分为上下两层，随着反应的进行，分水器中液体逐渐增多至充满时，上层液体会从左侧支管自动流回A。分水器中上层液体的主要成分为         ，下层液体的主要成分为              。

（6）本实验中，正丁醚的产率为           （精确到1%）。

Answer

（1）先加入正丁醇，再加入浓硫酸。

（2）b（3）浓硫酸；上

（4）D（5）正丁醇；水（6）34%

【解析】

试题分析：（1）步骤①中浓硫酸和正丁醇的添加顺序为先向其中加入密度小的正丁醇，然后再加入密度大的浓硫酸，类似浓硫酸的稀释。

（2）水冷凝器的冷却水加入方式是下口进入冷水，热水从上口流出，选项为b。

（3）在反应混合物中，浓硫酸能溶解于水中，正丁醚不溶，正丁醇微溶于水。所以步骤③的目的是初步洗去浓硫酸。由于正丁醚、正丁醇密度都比水小，所以粗产物应从分液漏斗的上口分离出来。

（4）本实验的目的是为了制取正丁醚，而正丁醚的沸点为142℃．所以步骤⑤中，加热蒸馏时应收集142℃时的馏分，选项为D。

（5）液体混合物加热会蒸出，经过冷凝器降温会转化为液体，由于正丁醇的密度比水小，又微溶于水，所以在上层，水在下层。因此分水器中上层液体的主要成分为正丁醇；下层液体的主要成分为水。

（6）n（正丁醇）=37g÷74g/mol=0．5mol ，根据方程式中正丁醇与正丁醚的相互关系可知：正丁醚的理论产物质的量为n（正丁醚）= 0．25mol，m（正丁醚）= 0．25mol×130g/mol=32．5g。实际产的正丁醚的质量为：m（正丁醚）=11g，所以本实验中，正丁醚的产率为（11g÷32．5g）×100%=34%。

考点：考查实验室制备正丁醚的实验原理、操作等知识。