题目内容

10.正丁醛是一种化工原料.某实验小组利用如图装置合成正丁醛.
发生的反应如下:CH3CH2CH2CH2OH$→_{H_{2}SO_{4}△}^{Na_{2}Cr_{2}O_{7}}$CH3CH2CH2CHO
反应物和产物的相关数据列表如下:
沸点/℃密度/g•cm-3水中溶解性
正丁醇117.20.8109微溶
正丁醛75.70.8017微溶
实验步骤如下:
将Na2Cr2O7溶液与浓硫酸混合液放置在B中.在A中加入正丁醇和几粒沸石,加热,保持反应温度为90~95℃,在E中收集90℃以上的馏分.
将馏出物倒入分液漏斗中,除去水层,有机层干燥后蒸馏,收集75~77℃馏分.
回答下列问题:
(1)实验中,能否将Na2Cr2O7溶液加到浓硫酸中,说明理由不能,容易发生迸溅.
(2)上述装置图中,B仪器的名称是分液漏斗,D仪器的名称是直形冷凝管.
(3)温度计的作用分别是C1C1控制反应温度;C2C2测定蒸馏出来气体的温度.
(4)将正丁醛粗产品置于分液漏斗中水在下层(填“上”或“下”).
(5)反应温度应保持在90~95℃,其原因是既可保证正丁醛及时蒸出,又可尽量避免其被进一步氧化.

分析 (1)不能将Na2Cr2O7溶液加到浓硫酸中,因为浓硫酸的密度大,容易发生迸溅;
(2)B仪器的名称是分液漏斗,D仪器的名称直形冷凝管;
(3)C1控制反应混合溶液的温度,C2处的温度计是控制馏出成分的沸点;
(4)由表中数据可知,正丁醛密度小于水的密度,据此判断;
(5)根据题目所给反应物和产物的沸点数据可知,反应温度保持在90~95℃,既可保证正丁醛及时蒸出,又可尽量避免其被进一步氧化;

解答 解:(1)因为浓硫酸的密度大,将Na2Cr2O7溶液加到浓硫酸中,容易发生迸溅,
故答案为:不能,容易发生迸溅;
(2)B仪器的名称是滴液漏斗,D仪器的名称直形冷凝管,
故答案为:分液漏斗;直形冷凝管;
(3)温度计的作用是,C1控制反应混合溶液的温度,C2处的温度计是控制馏出成分的沸点,测定蒸馏出来气体的温度,
故答案为:C1控制反应温度;C2测定蒸馏出来气体的温度;
(4)正丁醛密度为0.8017 g•cm-3,小于水的密度,故分层水层在下方,
故答案为:下;
(5)根据题目所给反应物和产物的沸点数据可知,反应温度保持在90~95℃,既可保证正丁醛及时蒸出,又可尽量避免其被进一步氧化,
故答案为:保证正丁醛及时蒸出,又可尽量避免其被进一步氧化;

点评 本题考查有机化学实验、反应原理、基本操作、化学计算等,难度中等,注意计算中正丁醇的转化率等于正丁醛的产率,注意对基础知识的理解掌握.

练习册系列答案
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2.实验室常用苯甲醛在浓氢氧化钠溶液中制备苯甲醇和苯甲酸.
已知:
+NaOH→+
②RCHO$\stackrel{NaHSO_{3}溶液}{→}$(不容于醚,可溶于水)
③苯甲酸易溶于乙醇,微溶于冷水,可溶于热水.
④乙醚沸点34.6℃,密度0.7138,易燃烧.当空气中含量为1.83~48.0%时易发生爆炸.
主要实验装置和步骤如下:
Ⅰ.向如图所示装置中加入8g氢氧化钠和30mL水,搅拌溶解,稍冷后加入10mL苯甲醛.在搅拌下反应40min后,停止加热,从仪器a上口加入冷水20mL,冷却至室温.
Ⅱ.用乙醚萃取并分液.水层保留待用.醚层依次用少量饱和亚硫酸氢钠溶液和蒸馏水洗涤后,分出醚层,倒入干燥的锥形瓶,加无水硫酸镁干燥,注意锥形瓶上要加塞.将锥形瓶中溶液转入蒸馏装置,加热蒸出乙醚;再升高温度,收集198℃~204℃的馏分得产品A.
Ⅲ.将步骤Ⅱ萃取后备用的水层慢慢地加入到盛有30mL浓盐酸和30mL水的混合物中,同时用玻璃棒搅拌,析出白色固体.冷却,抽滤,得到粗产品,然后提纯得产品B.
根据以上步骤回答下列问题:
(1)写出玻璃仪器a的名称冷凝管;其作用是冷凝、回流苯甲醛.
(2)步骤Ⅱ萃取时用到的玻璃仪器除了烧杯、玻璃棒外,还需分液漏斗,饱和亚硫酸氢钠溶液洗涤的目的是除去过量的苯甲醛,
(3)产品A为苯甲醇,蒸馏除乙醚的过程中采用的加热方式为水浴加热.
(4)步骤Ⅱ用无水硫酸镁干燥时需要在锥形瓶上加塞,其原因是防止因乙醚挥发而导致空气中乙醚含量达到爆炸极限.
(5)抽滤过程中需要洗涤产品晶体,下列液体最适合的是C.
A.无水乙醇  B.饱和NaHCO3溶液       C.冷水       D.滤液
(6)停止抽滤的操作方法是先拆下连接抽气泵和吸滤瓶之间的橡皮管,再关闭水龙头(或抽气泵).提纯B的粗产品的实验操作名称为重结晶.

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