题目内容
【题目】正丁醛是一种化工原料。某实验小组利用如下装置合成正丁醛。所发生的转化过程为CH3CH2CH2CH2OH
CH3CH2CH2CHO。
反应物和产物的相关物理性质如表所示。
性质 | 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E中收集90℃以上的馏分。将馏出物倒入分液漏斗中，分去水层，将有机层干燥后蒸馏，收集75～77℃馏分，产量为2.0 g。
回答下列问题：
（1）实验中，能否将Na2Cr2O7溶液加入浓硫酸中，说明理由：___________。
（2）加入沸石的作用是___________，若加热后发现未加入沸石，应采取的正确措施是___________。
（3）上述装置图中，B仪器的名称是____，D仪器的名称是_______。
（4）将正丁醛粗产品置于分液漏斗中分离水时，水在______(填“上”或“下”)层。
（5）反应温度应保持在90～95℃，其原因是______________________。
（6）本实验中，正丁醛的产率为_____%。
【答案】不能，易造成液体迸溅 防止暴沸 冷却后补加 分液漏斗 直形冷凝管 下 既可保证正丁醛及时蒸出，又可避免其被进一步氧化 51.4
【解析】
（1）根据浓硫酸溶于水放热，密度大于水分析；
（2）根据反应需要加热分析沸石的作用以及需要采取的措施；
（3）根据仪器构造分析名称；
（4）根据正丁醛的物理性质判断；
（5）根据所给反应物和产物的沸点数据以及性质分析；
（6）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。
（1）因为浓硫酸的密度大于水的密度，溶于水放热，将Na2Cr2O7溶液加到浓硫酸中，容易发生迸溅，因此实验中，不能将Na2Cr2O7溶液加入浓硫酸中；
（2）反应需要加热，则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）根据仪器的构造可知B仪器的名称是分液漏斗，D仪器的名称直形冷凝管；
（4）根据表中数据可知正丁醛密度小于水的密度，故分层后水层在下方；
（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；
（6）设正丁醛的产率为x，则正丁醇的利用率为x，根据关系式可知
C4H10O～～～C4H8O
74 72
4xg 2g
解得：x=(74×2)/(72×4)≈0.514，即产率是51.4%。
