Question

【題目】某研究性學(xué)習(xí)小組為合成1-丁醇，查閱資料得知下列合成路線：CH3CH=CH2+CO+H2CH3CH2CH2CHO CH3CH2CH2OH；CO的制備原理：HCOOHCO↑+H2O，并設(shè)計(jì)出原料氣的制備裝置如圖所示。

請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻祝?/span>

（1）若用以上裝置制備干燥純凈的CO，儀器X的名稱是________；裝置中b的作用是________；c和d中盛裝的試劑分別是________，________。

（2）實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有濃硫酸、2-丙醇，請(qǐng)寫出制備丙烯的化學(xué)方程式：________________________。

（3）制丙烯時(shí)，還產(chǎn)生少量SO2、CO2及水蒸氣，該小組用以下試劑檢驗(yàn)這四種氣體，混合氣體通過(guò)試劑的順序是________(填序號(hào))。

①飽和Na2SO3溶液 ②酸性KMnO4溶液 ③石灰水 ④無(wú)水CuSO4 ⑤品紅溶液

（4）正丁醛經(jīng)催化劑加氫得到含少量正丁醛的1-丁醇粗品，為純化1-丁醇，該小組查閱文獻(xiàn)得知：①R-CHO+NaHSO3(飽和)→RCH(OH)SO3Na↓；②沸點(diǎn)：乙醚34℃，1-丁醇118℃，并設(shè)計(jì)出如下提純路線：

試劑1為________，操作2為________，操作3為________。

Answer 1

【答案】蒸餾燒瓶 防倒吸 NaOH溶液 濃 (CH3)2CHOHCH2=CHCH3↑+H2O 或 飽和溶液 萃取 蒸餾

【解析】

（1）根據(jù)裝置圖判斷儀器X的名稱；b為安全瓶，可防止倒吸；c和d可分別除去揮發(fā)出的HCOOH和水蒸氣，由此選擇盛裝的試劑；

（2）2-丙醇發(fā)生分子內(nèi)脫水，生成丙烯和水，由此書寫方程式；

（3）制丙烯時(shí)，還產(chǎn)生少量SO2、CO2及水蒸氣，可先除去水蒸氣，再檢驗(yàn)是否存在SO2，并用飽和Na2SO3溶液和酸性KMnO4溶液除去SO2，最后檢驗(yàn)CO2和丙烯，由此確定試劑的順序；

（4）根據(jù)流程可知，粗產(chǎn)品中含有正丁醛，利用反應(yīng)①可知飽和亞硫酸氫鈉溶液可與正丁醛發(fā)生反應(yīng)生成沉淀，通過(guò)過(guò)濾可除去沉淀；加入乙醚可萃取溶液中的1-丁醇，1-丁醇和乙醚的沸點(diǎn)相差較大，可利用蒸餾的方法分離，由此作答。

（1）儀器X的名稱是蒸餾燒瓶，甲酸在濃硫酸的作用下通過(guò)加熱脫水即生成CO，由于甲酸易揮發(fā)，產(chǎn)生的CO中必然會(huì)混有甲酸，所以在收集之前需要除去甲酸，可以利用NaOH溶液吸收甲酸；又因?yàn)榧姿嵋兹苡谒�，所以必需防止液體倒流，即b的作用是防止倒吸，最后通過(guò)濃硫酸干燥CO；

（2）2-丙醇發(fā)生分子內(nèi)脫水可制丙烯，方程式為(CH3)2CHOHCH2=CHCH3↑+H2O；

（3）檢驗(yàn)丙烯可用酸性KMnO4溶液，檢驗(yàn)SO2可用酸性KMnO4溶液褪色、品紅溶液或石灰水，檢驗(yàn)CO2可用石灰水，檢驗(yàn)水蒸氣可用無(wú)水CuSO4，所以在檢驗(yàn)這四種氣體必需考慮試劑的選擇和順序，只要通過(guò)溶液，就會(huì)產(chǎn)生水蒸氣，因此先檢驗(yàn)水蒸氣；然后檢驗(yàn)SO2并在檢驗(yàn)之后除去SO2，除SO2可以用飽和Na2SO3溶液，最后檢驗(yàn)CO2和丙烯，因此順序?yàn)棰堍茛佗冖刍颌堍茛佗邰冢?/span>

（4）粗品中含有正丁醛，根據(jù)所給的信息利用飽和NaHSO3溶液形成沉淀，然后通過(guò)過(guò)濾即可除去；由于飽和NaHSO3溶液是過(guò)量的，所以加入乙醚的目的是萃取溶液中的1-丁醇，因?yàn)?/span>1-丁醇和乙醚的沸點(diǎn)相差很大，因此可以利用蒸餾將其分離開(kāi)，因此試劑1為飽和NaHSO3溶液，操作2為萃取，操作3為蒸餾。