Question

某研究性学习小组为合成1-丁醇，查阅资料得知一条合成路线：
CH₃CH═CH₂+CO+H₂

一定条件

CH₃CH₂CH₂CHO

H2

Ni，△

CH₃CH₂CH₂CH₂OH
CO的制备原理：HCOOH

浓H2So4

△

CO↑+H₂O，并设计出原料气的制备装置（如图）．
请填写下列空白：
（1）实验室现有锌粒、稀硝酸、稀盐酸、浓硫酸、2-丙醇，从中选择合适的试剂制备氢气、丙烯．写出化学反应方程式：

 

；

 

．
（2）若用以上装置制备干燥纯净的CO，装置中a和b的作用分别是

 

，

 

；c和d中盛装的试剂分别是

 

，

 

．若用以上装置制备H₂，气体发生装置中必需的玻璃仪器名称是

 

．
（3）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）．
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．

Answer 1

考点：制备实验方案的设计

专题：实验题,实验设计题

分析：（1）可用稀盐酸和锌粒反应制备氢气，用2-丙醇在浓硫酸作用下制备丙烯；
（2）若用以上装置制备干燥纯净的CO，生成的CO中含有甲酸、水，可用氢氧化钠除去甲酸，用浓硫酸干燥；
（3）用无水硫酸铜检验水，用品红检验二氧化硫，并用酸性高锰酸钾除去二氧化硫，最后用石灰水检验二氧化碳．

解答： 解：（1）氢气可用活泼金属锌与非氧化性酸盐酸通过置换反应制备，氧化性酸如硝酸和浓硫酸与锌反应不能产生氢气，方程式为Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑；2-丙醇通过消去反应即到达丙烯，方程式为（CH₃）₂CHOH

浓硫酸

△

CH₂=CHCH₃↑+H₂O，
故答案为：Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑；（CH₃）₂CHOH

浓硫酸

△

CH₂=CHCH₃↑+H₂O；
（2）甲酸在浓硫酸的作用下通过加热脱水即生成CO，由于甲酸易挥发，产生的CO中必然会混有甲酸，所以在收集之前需要除去甲酸，可以利用NaOH溶液吸收甲酸．又因为甲酸易溶于水，所以必需防止液体倒流，即b的作用是防止倒吸，最后通过浓硫酸干燥CO．为了使产生的气体能顺利的从发生装置中排出，就必需保持压强一致，因此a的作用是保持恒压；若用以上装置制备氢气，就不再需要加热，所以此时发生装置中的玻璃仪器名称是分液漏斗和蒸馏烧瓶，
故答案为：恒压；防倒吸； NaOH溶液；浓H₂SO₄；分液漏斗、蒸馏烧瓶；
（3）检验丙烯可以用酸性KMnO₄溶液，检验SO₂可以用酸性KMnO₄溶液褪色、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，所以在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④⑤①②③（或④⑤①③②），
故答案为：④⑤①②③（或④⑤①③②）．

点评：本题考查有机物合成方案的设计，题目难度较大，综合性较强，答题时注意把握物质的分离、提纯方法，把握物质的性质的异同是解答该题的关键．