Question

10．正丁醚（C₄H₉OC₄H₉）是惰性溶剂，常用作有机合成反应溶剂．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．发生的反应为：2CH₃CH₂CH₂CH₂OH$→_{135℃}^{浓硫酸}$ C₄H₉OC₄H₉+H₂O
实验步骤：在一定容积的三劲烧瓶中，加入10.9g（相当13.5mL）正丁醇、2.5mL浓硫酸和几粒沸石，摇匀后，一口装上温度计，温度计插入液面以下，另一口装上分水器，分水器的上端接仪器A．先在分水器内放置1.7mL水，另一口用塞子塞紧．然后将三劲烧瓶放在石棉网上小火加热至微沸，进行反应．反应中产生的水经A后，收集在分水器的下层，上层有机层相积至分水器支管时，即可返回三劲烧瓶．大约经1.5h后，三劲烧瓶中反应液温度可达134-136℃，当分水器全部被水充满时停止反应，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、洗涤后再分离提纯可得正丁醚3.4g．反应物和产物的相关数据列表如下：

药品名称	性态	密度（g/mL）	熔点（℃）	沸点（℃）	水中溶解性
正丁醇	液体	0.810	-89.8	118.0	微溶
正丁醚	液体	0.7689	-95.3	142	不溶于水
备注	正丁醇易溶于饱和氯化钙溶液中，而正丁醚微溶

回答下列问题：
（1）仪器A的名称是冷凝管．
（2）合成粗产品时，液体试剂加入顺序是先加入正丁醇，再加入浓硫酸．
（3）反应液冷却到室温后倒入盛有25mL水的分液漏斗中，分液漏斗使用前需要检漏并洗净，分液时有机层在分液漏斗的上（填“上”或“下”）层．
（4）本实验中溶液产生的有机副产物是1-丁烯，其与溴水反应的化学反应方程式为：CH₂=CHCH₂CH₃+Br₂→BrCH₂CHBrCH₂CH₃．
（5）有机层粗产物依次用12mL水、8mL5%氢氧化钠溶液、8mL水和8mL饱和氯化钙溶液洗涤．用氢氧化钠溶液洗涤的目的是除去产品中的硫酸；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cba（填字母）．
a．蒸馏b．过滤c．加入无色CaCl₂
（6）本实验所得到的正丁醚产率为35.34%（保留小数点后两位）．

Answer 1

分析 （1）根据装置图可知仪器名称；
（2）合成粗产品时，液体试剂加入顺序类似浓硫酸的稀释；
（3）分液漏斗使用前需要进行检漏，根据题中数据，正丁醚的密度小于水；
（4）1-丁烯与溴水发生加成反应，生成1，2-二溴丁烷；
（5）有机层粗产物中有少量的硫酸，可以用氢氧化钠除去，洗涤完成后，加入无水氯化钙干燥，过滤除去无水氯化钙，再通过蒸馏可得丁醚；
（6）10.9g（相当13.5mL）正丁醇的物质的量为0.147mol，根据反应2CH₃CH₂CH₂CH₂OH$→_{135℃}^{浓硫酸}$ C₄H₉OC₄H₉+H₂O，生成的丁醚的物质的量为0.074mol，计算出理论产量，正丁醚产率=$\frac{实际产量}{理论产量}$×100%．

解答 解：（1）根据装置图可知仪器A的名称是冷凝管，
故答案为：冷凝管；
（2）合成粗产品时，浓硫酸和正丁醇的添加顺序类似浓硫酸的稀释，
故答案为：先加入正丁醇，再加入浓硫酸；
（3）分液漏斗使用前需要进行检漏，根据题中数据，正丁醚的密度小于水，所以分液时有机层在分液漏斗的上层，
故答案为：检漏；上；
（4）1-丁烯与溴水发生加成反应，生成1，2-二溴丁烷，反应的化学反应方程式为CH₂=CHCH₂CH₃+Br₂→BrCH₂CHBrCH₂CH₃，
故答案为：CH₂=CHCH₂CH₃+Br₂→BrCH₂CHBrCH₂CH₃；
（5）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，洗涤完成后，加入无水氯化钙干燥，过滤除去无水氯化钙，再通过蒸馏可得丁醚，所以操作顺序是cba，
故答案为：除去产品中的硫酸；cba；
（6）10.9g（相当13.5mL）正丁醇的物质的量为0.147mol，根据反应2CH₃CH₂CH₂CH₂OH$→_{135℃}^{浓硫酸}$ C₄H₉OC₄H₉+H₂O，生成的丁醚的物质的量为0.074mol，丁醚的理论产量为130×0.074g=9.62g，所以正丁醚产率=$\frac{实际产量}{理论产量}$×100%=$\frac{3.4g}{9.62g}$×100%=35.34%，
故答案为：35.34%．

点评 本题考查实验的基本操作，混合物的分离操作，重点考查分液、蒸馏操作，有关物质的量基本计算和产率的计算等，关注基础考查，中等难度．