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：

 

CO的制备原理：HCOOHCO↑+H₂O，并设计出原料气的制备装置（如下图）

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。写出制备丙烯的化学方程式：              。

（2）若用以上装置制备干燥纯净的CO，装置中a的作用是       ，装置中b的作用是              ，c中盛装的试剂是          。

（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

（4）正丁醛经催化加氢得到含少量正丁醛的1-丁醇粗品，为纯化1-丁醇，该小组查阅文献得知：①R—CHO+NaHSO₃(饱和)RCH(OH)SO₃Na↓；②沸点：乙醚34℃，

1-丁醇118℃，并设计出如下提纯路线：

试剂1为      ，操作2为     ，操作3为     。

 

Answer 1

【答案】

（1）(CH₃)₂CHOHCH₂＝CHCH₃↑+H₂O；（2分）

（2）保证分液漏斗内外压强平衡，便于液体顺利流下。（2分）

作为安全瓶，防倒吸 （2分）  NaOH溶液 （2分）

（3）④⑤①⑤③②（答④⑤①③②也给分）（2分）

（4）饱和NaHSO₃溶液（2分）  萃取（2分）  蒸馏（2分）

【解析】

试题分析：（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）₂CHOHCH₂=CHCH₃↑+H₂O，故答案为：Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑；（CH₃）₂CHOHCH₂=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；氢气密度小于空气的，因此要收集干燥的氢气，就只能用向下排空气法，而不能用排水法收集；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）；

（4）粗品中含有正丁醛，根据所给的信息利用饱和NaHSO₃溶液形成沉淀，然后通过过滤即可除去；由于饱和NaHSO₃溶液是过量的，所以加入乙醚的目的是萃取溶液中的1-丁醇．因为1-丁醇和乙醚的沸点相差很大，因此可以利用蒸馏将其分离开．

故答案为：饱和NaHSO₃溶液；过滤；萃取；蒸馏．

考点：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．