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：

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

请填写下列空白：

（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。写出制备丙烯的化学方程式：                。

（2）若用以上装置制备干燥纯净的CO，装置中a的作用是                ，装置中b的作用是              ，c中盛装的试剂是             。

（3）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四种气体，混合气体通过试剂的顺序是             （填序号，试剂可重复使用）

①饱和Na₂SO₃溶液

②酸性KMnO₄溶液

③石灰水

④无水CuSO₄

⑤品红溶液

（4）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2为            ，操作3为            。

Answer

（1）(CH3)2CHOHCH2＝CHCH3↑+H2O；（2分）

（2）保证分液漏斗内外压强平衡，便于液体顺利流下（2分）

作为安全瓶，防倒吸（2分）NaOH溶液 （2分）

（3）④⑤①⑤③②（答④⑤①③②也给分） （2分）

（4）饱和NaHSO3溶液（1分） 萃取（1分） 蒸馏（1分）

【解析】

试题分析：（1）2-丙醇通过消去反应可生成丙烯，化学方程式为(CH3)2CHOHCH2＝CHCH3↑+H2O。

（2）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的作用是保证分液漏斗内外压强平衡，便于液体顺利流下；因为甲酸易溶于水，所以必需防止液体倒流，即b的作用是作为安全瓶，防倒吸；甲酸在浓硫酸的作用下通过加热脱水生成CO，由于甲酸易挥发，产生的CO中必然会混有甲酸，在收集之前需要除去甲酸，可以利用NaOH溶液吸收甲酸。

（3）检验丙烯可以用酸性KMnO4溶液，检验SO2可以用酸性KMnO4溶液褪色、品红溶液或石灰水，检验CO2可以用石灰水，检验水蒸气可以无水CuSO4，所以在检验这四种气体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④⑤①⑤③②。

（4）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，然后通过过滤即可除去；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。则试剂1为饱和NaHSO3溶液；操作2为萃取；操作3为蒸馏。

【考点定位】考查物质制备的实验设计与评价，有机物的除杂和提纯等知识。

【名师点睛】本题考查物质制备的实验设计与评价，有机物的除杂和提纯等知识。①制备氢气选用锌粒和稀盐酸；制备丙烯选用2-丙醇和浓硫酸；②在题给装置中，a的作用保持分液漏斗和烧瓶内的气压相等，以保证分液漏斗内的液体能顺利加入烧瓶中；b主要是起安全瓶的作用，以防止倒吸；c为除去CO中的酸性气体，选用NaOH溶液，d为除去CO中的H2O，试剂选用浓硫酸；③检验丙烯和少量SO2、CO2及水蒸气组成的混合气体各成分时，应首先选④无水CuSO4检验水蒸气，然后用⑤品红溶液检验SO2，并用①饱和Na2SO3溶液除去SO2；然后用③石灰水检验CO2，用②酸性KMnO4溶液检验丙烯；④饱和NaHSO3溶液形成沉淀，然后通过过滤即可除去；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。