Question

正丁醇常用作有机反应的溶剂。实验室制备正丁醇的主要实验装置如下图：

反应物和产物的相关数据如下下：

	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、20mL NaOH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_______________b（填“a”或“b”）口向B中通入水；

（2）步骤①中浓硫酸和正丁醇的添加顺序为_______________；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_____上（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）反应过程中会观察到分水器中收集到液体物质，且分为上下两层，随着反应的进行，分水器中液体逐渐增多至充满时，上层液体会从左侧支管自动流回A．分水器中上层液体的主要成分为_________，下层液体的主要成分为_______________（填物质名称）；

（7）本实验中，正丁醚的产率为_______________。

Answer

（1）b （2）先加正丁醇，再加浓H2SO4或将浓H2SO4滴加到正丁醇中

2CH3CH2CH2CH2OH CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3+H2O

（3）浓H2SO4 上

（4）洗去有机层中残留的NaOH及中和反应生成的盐Na2SO4

（5）d （6）水 正丁醇 （7）40%

【解析】

试题分析：（1）采取逆流原理通入冷凝水，使冷凝管充分冷凝水，进行充分冷却，即从b口通入冷凝水；

（2）因为浓硫酸的密度大，应将浓硫酸加到正丁醇中，防止发生迸溅；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：2CH3CH2CH2CH2OH CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3+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，粗产品的密度小于水在上层，应从分液漏斗的上口分离出；

（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；

（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；

（6）反应控制温度135℃，高于正丁醇的沸点，正丁醇、水均挥发，从球形冷凝管中冷凝回流的为正丁醇、水，正丁醇微溶于水，密度小于水，在分水器中会分层，正丁醇在上层，水在下层；

（7）由2CH3CH2CH2CH2OH CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3+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（13g÷32.5g）×100%=40%。

考点：考查有机物的制备实验，侧重考查物质分离提纯、对原理与操作的分析评价、产率计算等。