Question

正丁醇常用作有机反应的溶剂。实验室制备正丁醚的主要实验装置如图:

反应物和产物的相关数据如表:

	相对分子质量	沸点/℃	密度(g.cm^-3)	水中溶解性
正丁醇	74	117.2	0.8109	微溶
正丁醚	130	142.0	0.7704	几乎不溶

合成正丁醚的步骤:

①将6mL浓硫酸和37g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，分离提纯；

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

④粗产物依次用40mL水、20mLNaOH溶液和40mL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13g。

请回答:

（1）加热A前，需先从_________(填“a”或“b”)口向B中通入水。

（2）写出步骤②中制备正丁醚的化学方程式____________________________________。

（3）步骤③的目的是初步洗去____________________，振摇后静置，粗产物应从分液漏斗的_____(填“上”或“下”)口分离出。

（4）步骤④中最后一次水洗的目的为_______________________________________。

（5）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℃

（6）本实验中，正丁醚的产率为_____________________。

Answer

b 2CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3+H2O 浓H2SO4 上 洗去有机层中残留的NaOH及中和反应生成的盐Na2SO4 d 40%

【解析】

(1)冷凝水的水流方向和气流方向相反；

(2)正丁醇在浓硫酸、加热135℃条件下发生分子间脱水反应生成正丁醚；

(3)在反应混合物中，浓硫酸能溶解于水，正丁醚不溶，正丁醇微溶于水，据此分析步骤③的目的；分液漏斗中振荡静置后，上层液体中为密度比水小的正丁醚和正丁醇；

(4)步骤④中粗产物依次用40 mL水、20 mL NaOH溶液和40 mL水洗涤，氢氧化钠洗涤后，有机层中会残留NaOH及中和反应生成的盐；

(5)步骤⑤中，加热蒸馏的目的是收集正丁醇；

(6)根据方程式结合实验前提供的37g正丁醇的量计算理论上正丁醚的产量，再计算正丁醚的产率。

(1)采取逆流原理通入冷凝水，使冷凝管进行充分冷却，即从b口通入冷凝水，故答案为：b；

(2)正丁醇在浓硫酸、加热135℃条件下发生分子间脱水反应生成CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3，反应方程式为：2CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3+H2O，故答案为：2CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3+H2O；

(3)用水可以洗去混有的浓H2SO4；正丁醇、正丁醚不溶于水，溶液分层，粗产品的密度小，故答案为：浓H2SO4；上；

(4)步骤④中最后一次水洗，可以洗去有机层中残留的NaOH及中和反应生成的盐Na2SO4，故答案为：洗去有机层中残留的NaOH及中和反应生成的盐Na2SO4；

(5)正丁醚沸点为142℃，粗产品中含有正丁醇，其沸点为117.2℃，低于正丁醚的沸点，加热蒸馏正丁醇先汽化，加热蒸馏时应收集142℃左右的馏分，故答案为：d；

(6)由2CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3+H2O，可知37g正丁醇完全反应得到正丁醚的质量为130g/mol=32.5g，故样品产率为×100%=40%，故答案为：40%。