Question

正丁醚常用作有机合成反应的溶剂．某实验小组利用如图装置(夹持和加热装置均省略)合成正丁醚，其反应原理如下：

2CH₃CH₂CH₂CH₂OHCH₃CH₂CH₂CH₂OCH₂CH₂CH₂CH₃+H₂O

反应物和产物的相关数据如表：

化合物名称	密度(g•mL^-1)	熔点(℃)	沸点(℃)	水中溶解性
正丁醇	0.810	-89.8	118.0	微溶
正丁醚	0.769	-95.3	142.0	不溶于水
备注：正丁醚微溶于饱和氯化钙溶液

实验步骤：

①将14.80g正丁醇、2.5mL浓硫酸加入两口烧瓶中，再加入几粒碎瓷片，摇匀

②装好分水器和温度计

③控制反应温度在134~136℃之间，回流1.5h

④将分水器中的下层水层从下口放出，上层液体倒回两口烧瓶中

⑤将反应液冷却到室温后倒入盛有25mL水的分液漏斗中，经过分离、洗涤后再分离提纯，收集称重得正丁醚7.15g

回答下列问题：

(1)实验中冷凝管的进水口为______(填“a”或“b”)。

(2)在该实验中两口烧瓶的容积最适合的是______(填字母)。

A. 200mL        B. 150mL        C. 100mL        D. 50mL

(3)实验中温度过高则发生分子内脱水生成烃类化合物，写出生成烃类化合物反应的化学方程式：______。

(4)有机层粗产物需依次用水洗、氢氧化钠溶液洗涤、水洗和饱和氯化钙溶液洗涤。用氢氧化钠溶液洗涤的目的是______。

(5)洗涤完成后，通过以下操作分离、提纯产物，正确的操作顺序是______(填字母)。

A. 蒸馏        B. 加入无水CaCl₂     C. 过滤

(6)本实验所得正丁醚的产率为______。

Answer

b D CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH=CH2↑+H2O 除去硫酸 BCA 55%

【解析】

(1)根据冷凝管的使用方法可知逆流时冷凝效果好，所以进水口为b；

(2)两口烧瓶中所加入的14.8g正丁醇的体积，浓硫酸2.5mL，二者共约为20.8mL，两口烧瓶中加热液体时，一般液体体积不超过其容积的三分之二，也不能少于三分之一，则选择烧瓶的规格应为50mL，故选D；

(3)正丁醇在浓硫酸加热的条件下容易脱水生成1-丁烯，其反应方程式为：CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH=CH2↑+H2O；

(4)有机层粗产物中有少量的硫酸，可以用氢氧化钠除去产品中的硫酸；

(5)洗涤完成后，加入无水氯化钙干燥，除去残留的少量水分，再过滤除去无水氯化钙，最后通过蒸馏可得正丁醚，所以操作顺序是BCA；

(6)14.8g正丁醇的物质的量为，根据反应2CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3+H2O可知，生成正丁醚的物质的量为0.1mol，正丁醚的理论产量m=130g/mol×0.1mol=13.0g，正丁醚的实际产量为7.15g，则正丁醚的产率。