Question

【题目】甲酸正丁酯是重要的有机原料，可通过酯化反应制得。已知A的核磁共振氢谱吸收峰的高度比为3:2:2:1，丙烯在通常条件下稳定，但遇强氧化剂时容易被氧化生成CO2。

Ⅰ．正丁醇（CH3CH2CH2CH2OH）的制备。

某研究性学习小组为合成正丁醇，查阅资料得知一条合成路线：

CH3CH=CH2＋CO＋H2 A（液态）正丁醇；

（1）已知反应1的原子理论利用率为100%，请写出A的结构简式_________________。

（2）制丙烯时，还产生少量SO2、CO2及水蒸气，该小组用以下试剂检验这四种气体，混合气体通过试剂的顺序是_______________(填序号，试剂可以重复使用)。

①饱和Na2SO3溶液 ②酸性KMnO4溶液

③石灰水 ④无水CuSO4 ⑤品红溶液

Ⅱ．甲酸正丁酯的合成。

某研究性学习小组利用如右图装置进一步合成甲酸正丁酯。

（3）大试管中溶液的作用除了溶解正丁醇外，还有____________________________。

(4)若大试管中溶液是NaOH溶液，则收集到的产物比预期的少，其原因是_______。（用化学方程式表示）

（5）已知反应结束后烧瓶中是甲酸、正丁醇、甲酸正丁酯和硫酸的混合物，为了回收大量未反应的甲酸和正丁醇，该研究性小组根据相关理化性质设计以下分离操作步骤流程图。

	甲酸	正丁醇	甲酸正丁酯
熔点/℃	8.4	-88.9	-91
沸点/℃	100.8	117.7	107
溶解性	三者能相互溶解。

上述流程图中，操作1是___________，试剂b是____________。

Answer 1

【答案】 CH3CH2CH2CHO ④⑤①⑤③② 吸收甲酸，降低甲酸正丁酯的溶解度 CH3COOCH2CH2CH2CH3＋NaOHCH3COONa＋CH3CH2CH2CH2OH 分液 H2SO4

【解析】（1）反应1为CH3CH=CH2＋CO＋H2 →A，该反应的原子理论利用率为100%，且A的核磁共振氢谱吸收峰的高度比为3:2:2:1，则A为正丁醛，结构简式为CH3CH2CH2CHO。（2）检验丙烯可以用溴水，检验SO2可以用溴水、品红溶液或石灰水，检验CO2可以石灰水，检验水蒸气可以无水CuSO4，所以检验这四种气体必需考虑试剂的选择和顺序，只要通过溶液，就会产生水蒸气，因此先检验水蒸气；然后检验SO2并在检验之后除去SO2，除SO2可以用饱和Na2SO3溶液，最后检验CO2和丙烯，因此顺序为④⑤①⑤③②。（3）甲酸和正丁醇易挥发，产品中混有甲酸和正丁醇，则大试管中溶液的作用除了溶解正丁醇外，还有吸收甲酸，降低甲酸正丁酯在水中的溶解度，利于分层析出的作用。（4）甲酸正丁酯在NaOH溶液存在的条件下会部分发生水解，所以若大试管中溶液是NaOH溶液，则收集到的产物比预期的少，方程式为CH3COOCH2CH2CH2CH3＋NaOHCH3COONa＋CH3CH2CH2CH2OH。（5）根据乙酸乙酯的制备原理，混合物中加入饱和碳酸钠，甲酸与碳酸钠反应生成甲酸钠、二氧化碳和水，正丁醇溶解在碳酸钠溶液中，甲酸正丁酯不溶于碳酸钠溶液，溶液分层，试剂a为饱和碳酸钠溶液，操作1为分液，B是甲酸钠和正丁醇的混合液，操作2为蒸馏，D是正丁醇，C为甲酸钠溶液，根据强酸制弱酸的原理，试剂b是硫酸，操作3为蒸馏。