Question

正丁醚是一种用途很广的化工产品，毒性和危险性小，是安全性很高的有机溶剂，对许多天然及合成油脂、树脂、橡胶、有机酸酯、生物碱等都有很强的溶解能力，还可作为电子级清洗剂和多种有机合成材料。可通过以下反应原理制取正丁醚：

2CH₃CH₂CH₂CH₂OH CH₃CH₂CH₂CH₂OCH₂CH₂CH₂CH₃+H₂O

己知相关物质的部分信息如下：

	沸点(℃)	密度(g/cm^3)	溶解度(g)	相对分子质量
正丁醇	117.7	0.81	7.9	74
正丁醚	142	0.77	不溶于水	130

某课外化学学习小组查阅相关资料设计了以下实验步骤合成正丁醚：

①在100 mL两口烧瓶中加入30.0 mL正丁醇、5.0 mL浓硫酸和几粒沸石，充分摇匀。在分水器中加入3.0 mL饱和食盐水，按图甲组装仪器，接通冷凝水；

②反应：在电热套上加热，使瓶内液体微沸，回流反应约1小时。当馏液充满分水器时，打开分水器放出一部分水。当水层不再变化，瓶中反应温度达150 ℃，反应己基本完成，停止加热；

③蒸馏：待反应液冷却后，拆下分水器，将仪器改成蒸馏装置如图丙，再加几粒沸石，蒸馏，收集馏分；

④精制：将馏出液倒入盛有10 mL水的分液漏斗中，充分振摇，静置弃去水液，有机层依次用5 mL水，3 mL 5% NaOH溶液、3 mL水和3 mL饱和氯化钙溶液洗涤，分去水层，将产物放入洁净干燥的小锥形瓶中，然后加入0.2～0.4 9无水氯化钙，再将液体转入装置丙中进行蒸馏，收集到馏分9.0 mL。

甲.     乙.     丙.

请根据以上操作回答下列问题：

(1)制备正丁醚的反应类型是___，仪器d的名称是____。

(2)在步骤①中添加试剂的顺序是____。相比装置乙，装置甲的优点是 ___。

(3)在步骤②中采用电热套加热而不采用酒精灯直接加热的原因可能是____。

(4)在步骤③中收集馏分适宜的温度范围为____(填正确答案标号)。

A.115℃～ll9℃   B.140℃～144℃    C. 148℃～152℃

(5)在精制中，有机层在____层(填“上”或“下”)，加入无水氯化钙的作用是____。

(6)本小组实验后所得正丁醚的产率约为  ___%(计算结果保留一位小数)。

Answer

取代反应 球形冷凝管 先加正丁醇，再加浓硫酸 装置甲有水分器，可以在反应中分离掉水，有利于提高转化率，且在甲装置中有温度计，易于测定反应温度 电热套加热更均匀，更易控制加热温度 B 上 干燥正丁醚 32.5

【解析】

（1）制备正丁醚的反应为：2CH3CH2CH2CH2OH CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3+H2O，其反应类型是取代反应，仪器d的名称是球形冷凝管，故答案为：取代反应；球形冷凝管。

（2）浓硫酸与其它液体混合时，先加其它液体后加硫酸，防止浓硫酸稀释时放热，引起液体飞溅，所以在步骤①中添加试剂的顺序是先加正丁醇，再加浓硫酸，装置甲有水分器，可以在反应中分离掉水，有利于提高转化率，且在甲装置中有温度计，易于测定反应温度，故答案为：先加正丁醇，再加浓硫酸；装置甲有水分器，可以在反应中分离掉水，有利于提高转化率，且在甲装置中有温度计，易于测定反应温度。

（3）电热套加热更均匀，更易控制加热温度，故答案为：电热套加热更均匀，更易控制加热温度。

（4）根据表格可知，正丁醚的沸点是142℃，所以收集馏分适宜的温度范围应在142℃左右，选B，故答案为：B。

（5）根据表格可知，正丁醚的密度为0.77g/cm3，小于水的密度，所以有机层在上面，正丁醚不溶于水，用无水氯化钙干燥正丁醚，故答案为：上；干燥正丁醚。

（6）设理论产量为x，根据反应原理：2CH3CH2CH2CH2OH CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3+H2O可得，，x21.34g，实际收集到的正丁醚为9.0 mL，其质量为9.0 mL×0.77g/cm3=6.93g，其产率为，故答案为：32.5。