Question

（I）如图是用于简单有机化合物的制备、分离、性质比较等的常见简易装置。请根据该装置回答下列问题：

（1）若用乙醇与乙酸反应制取乙酸乙酯，则烧瓶A中加入的试剂在混合时的操作方法是___________，反应的化学方程式为___________，试管B中应加入___________。虚线框中的导管除用于导气外，还兼有___________作用。

（2）若用该装置分离乙酸和1-丙醇，则在烧瓶A中除加入1－丙醇与乙酸外，还应先加入适量的试剂___________，加热到一定温度，试管B中收集到的是（填写化学式）___________。冷却后，再向烧瓶中加入试剂___________再加热到一定温度，试管B中收集到的是___________（填写化学式）。

（3）若用该装置（不用加热）证明酸性：醋酸>碳酸>苯酚，则在烧瓶A中加入___________，试管B中应加入___________。

（II）正丁醛是一种化工原料。某实验小组利用如下装置合成正丁醛,发生:CH₃CH₂CH₂CH₂OH→CH₃CH₂CH₂CHO。

反应物和产物的相关数据列表:

	沸点/℃	密度/(g·cm^-3)	水中溶解性
正丁醇	11.72	0.8109	微溶
正丁醛	75.7	0.8017	微溶

实验步骤如下:

将6.0gNa₂Cr₂O₇放入100mL烧杯中,加30mL水溶解,再缓慢加入5mL浓硫酸,将所得溶液小心转移至B中。在A中加入4.0g正丁醇和几粒沸石,加热.当有蒸汽出现时,开始滴加B中溶液。滴加过程中保持反应温度为90-95℃,在E中收集90℃以下的馏分。将馏出物倒入分液漏斗中,分去水层,有机层干燥后蒸馏,收集75-77℃馏分,产量2.0g。

回答下列问题:

（1）实验中,能否将Na₂Cr₂O₇溶液加到浓硫酸中,说明理由:__________。

（2）加入沸石的作用是__________；若加热后发现未加沸石,应采取的正确方法是__________。

（3）上述装置图中,B仪器的名称是__________,D仪器的名称是__________。

（4）分液漏斗使用前必须进行的操作是(填字母)__________。

A.润湿   B.干燥    C.检漏    D.标定

（5）将正丁醛粗产品置于分液漏斗中分液时,水在__________层(填“上”,或“下”)。

（6）反应温度应保持在90~95℃,其原因是__________。

（7）本实验中,正丁醛的产率为__________%。.

Answer

先加入一定量的乙醇，然后边摇动烧瓶边慢慢加入一定量的浓硫酸，冷却后再加乙酸 CH3COOH＋C2H5OHCH3COOCH2CH3＋H2O 饱和碳酸钠溶液 冷凝 生石灰 CH3CH2CH2OH 浓硫酸 CH3COOH(其他答案合理) 碳酸钠和醋酸 苯酚钠溶液 不能,易迸溅 防止暴沸 冷却后补加 分液漏斗 直形冷凝管 C 下 既可保证正丁醛及时蒸出,又可尽量避免其被进一步氧化 51.3

【解析】

（I）（1）酯化反应的本质为酸脱羟基，醇脱氢，乙酸与乙醇在浓硫酸作用下加热发生酯化反应生成乙酸乙酯和水；

（2）乙酸和1-丙醇混合形成恒沸液，分离乙酸和1-丙醇时，应先将乙酸转化为离子化合物，形成沸点差异，再蒸馏；

（3）应用强酸制弱酸的原理设计实验；

（II）（1）Na2Cr2O7溶液和浓硫酸混合时相当于浓硫酸的稀释；

（2）沸石能防止溶液暴沸，若加热后发现未加沸石，应该冷却后补加，不能直接加入沸石；

（3）B仪器的名称是分液漏斗，D仪器的名称是直形冷凝管；

（4）含有活塞的仪器使用前必须检漏，分液漏斗中含有活塞，所以使用前必须检漏；

（5）分液时，密度小的液体位于上方，密度大于的液体位于下方；

（6）根据题目所给反应物和产物的沸点数据可知，反应温度保持在90～95℃，既可保证正丁醛及时蒸出，又可尽量避免其被进一步氧化；

（7）由题给数据和公式计算可得。

（I）（1）为防止酸液飞溅，应将密度大的液体加入到密度小的液体中，乙酸易挥发，冷却后再加入乙酸；酯化反应的本质为酸脱羟基，醇脱氢，乙酸与乙醇在浓硫酸作用下加热发生酯化反应生成乙酸乙酯和水，反应的化学方程式为：CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O；生成的乙酸乙酯蒸汽中含有乙醇和乙酸，要用饱和碳酸钠溶液分离混合物；长导管起到导气和冷凝乙酸丙酯蒸汽的作用，故答案为：先加入乙醇，然后边摇动烧瓶边慢慢加入浓硫酸，冷却后再加乙酸；CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O；饱和碳酸钠溶液；冷凝；

（2）乙酸和1-丙醇混合形成恒沸液，分离乙酸和1-丙醇时，应先在乙酸和1-丙醇的混合液中加入CaO，把乙酸转化为盐溶液，加热蒸馏，试管B中收集到的馏分为丙醇，烧瓶中剩余的为乙酸钙的水溶液，再加浓硫酸得到乙酸，通过蒸馏分离得到乙酸，故答案为：CaO；CH3CH2CH2OH；浓硫酸；CH3COOH；

（3）若要证明酸性：醋酸>碳酸>苯酚，应在烧瓶A中加入苯酚钠和醋酸，有气泡产生，说明反应生成二氧化碳气体，证明酸性：醋酸＞碳酸；将生成的二氧化碳通入盛有苯酚钠溶液试管B中，溶液变浑浊，证明酸性：碳酸＞苯酚，故答案为：碳酸钠和醋酸；苯酚钠溶液；

（II）（1）Na2Cr2O7溶液和浓硫酸混合时相当于浓硫酸的稀释，应该将浓硫酸倒入Na2Cr2O7溶液，不能将Na2Cr2O7溶液加到浓硫酸中，因为浓硫酸的密度大，容易发生迸溅，故答案为：不能，易迸溅；

（2）沸石能防止溶液暴沸，若加热后发现未加沸石，应该冷却后补加，不能直接加入沸石，

故答案为：防止暴沸；冷却后补加；

（3）B仪器的名称是分液漏斗，D仪器的名称是直形冷凝管，故答案为：分液漏斗；直形冷凝管；

（4）含有活塞的仪器使用前必须检漏，分液漏斗中含有活塞，所以使用前必须检漏，故答案为：C；

（5）分液时，密度小的液体位于上方，密度大于的液体位于下方，正丁醛密度小于水，所以水位于下方，故答案为：下；

（6）根据题目所给反应物和产物的沸点数据可知，反应温度保持在90～95℃，既可保证正丁醛及时蒸出，又可尽量避免其被进一步氧化，故答案为：保证正丁醛及时蒸出，又可尽量避免其被进一步氧化；

（7）设正丁醛的产率为x，则正丁醇的利用率为x，根据关系式C4H10O～C4H8O可得74：72=4xg：2g，解得x=×100%=51.3%，故答案为：51.3。