Question

4．某实验小组利用如下装置合成化工原料正丁醛．发生的反应如下：
CH₃CH₂CH₂CH₂OH$→_{H_{2}SO_{4}加热}^{Na_{2}Cr_{2}O_{7}}$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	117.2	0.810 9	微溶
正丁醛	75.7	0.801 7	微溶

实验步骤如下：
将6.0g Na₂Cr₂O₇放入100mL烧杯中，加30mL水溶解，再缓慢加入5mL浓硫酸，将所得溶液小心转移至B中．在A中加入4.0g正丁醇和几粒沸石，加热．当有蒸气出现时，开始滴加B中溶液．滴加过程中保持反应温度为90～95℃，在C中收集90℃以下的馏分．将馏出物倒入分液漏斗中，分去水层，再将有机层干燥、蒸馏后得正丁醛2.0g．回答下列问题：
（1）实验中不能将Na₂Cr₂O₇溶液加到浓硫酸中的理由是浓硫酸溶于水会放出大量热，容易溅出伤人．
（2）加入沸石的作用是防止暴沸．
（3）分液漏斗使用前必须进行的操作是检查是否漏水．
（4）反应温度应保持在90～95℃，其原因是保证正丁醛及时蒸出，又可尽量避免其被进一步氧化．
（5）本实验中，正丁醛的产率为51.4%．

Answer 1

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）加入沸石的作用是防止暴沸，若加热后发现未加沸石，应该冷却后补加；
（3）分液漏斗使用前必须进行检漏；
（4）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；
（5）设正丁醛的产率为x，则正丁醇的利用率为x，根据关系式C₄H₁₀O～C₄H₈O列方程计算．

解答 解：（1）因为浓硫酸的密度大，将Na₂Cr₂O₇溶液加到浓硫酸中，浓硫酸溶于水会放出大量热，容易溅出伤人，
故答案为：浓硫酸溶于水会放出大量热，容易溅出伤人；
（2）加入沸石的作用是防止暴沸，故答案为：防止暴沸；
（3）分液漏斗使用前必须进行检查是否漏水，故答案为：检查是否漏水；
（4）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；
（5）设正丁醛的产率为x，则正丁醇的利用率为x，
C₄H₁₀O～C₄H₈O
74       72
4xg      2g
解得：x=$\frac{74×2}{72×4}$×100%=51.4%，
故答案为：51.4%．

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，难度不大，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．