Question

4．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$→_{H_{2}SO_{4}加热}^{Na_{2}Cr_{2}O_{7}}$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	0.8109	微溶
正丁醛	75.7	0.8017	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．当有蒸汽出现时，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℃以下的馏分．将馏出物倒入分液漏斗中，分去水层，有机层干燥后蒸馏，收集75-77℃馏分，产量2.0g．
回答下列问题：
（1）实验中，能否将Na₂Cr₂O₇溶液加到浓硫酸中，并说明理由不能，浓H₂SO₄遇水放出大量的热，容易溅出伤人．
（2）加入沸石的作用是防暴沸．若加热后发现未加沸石，应采取的正确方法是停止加热，冷却后补加．
（3）上述装置图中，B的名称是分液漏斗，D仪器的名称是直形冷凝管．
（4）B仪器使用前必须进行的操作是C．
a．润湿b．干燥      c．检漏         d．标定
（5）将正丁醛粗产品置于分液漏斗中分液时，正丁醛在上层（填“上”或“下”）
（6）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，为更好的控制温度，可以采取的改进措施是水浴加热．
（7）本实验中，正丁醛的产率为51%．

Answer 1

分析 ①将6.0gNa₂Cr₂O₇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，该物质作催化剂，注意先后顺序，相当于稀释浓硫酸；
②在A中加入4.0g正丁醇和几粒沸石，沸石防暴沸，加热；当有蒸汽出现时，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℃以下的馏分，得到的馏分中含有正丁醛；
③将馏出物倒入分液漏斗中，分去水层，有机层干燥后蒸馏，收集75～77℃馏分，产量2.0g，得到正丁醛；
（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，停止加热，冷却后补加；
（3）B仪器的名称是分液漏斗，D仪器的名称直形冷凝管；
（4）分液漏斗使用前必须检漏；
（5）由表中数据可知，正丁醛密度小于水的密度，据此判断；
（6）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；
（7）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，容易发生迸溅伤人，不能将Na₂Cr₂O₇溶液加到浓硫酸中，
故答案为：不能；浓H₂SO₄遇水放出大量的热，容易溅出伤人；
（2）加入沸石的作用是防止暴沸，若加热后发现未加沸石，应采取的正确方法是：停止加热，冷却后补加，
故答案为：防止暴沸；停止加热，冷却后补加；
（3）B仪器的名称是分液漏斗，D仪器的名称直形冷凝管，
故答案为：分液漏斗；直形冷凝管；
（4）B为分液漏斗使用前必须检漏，故选C，
故答案为：C；
（5）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，正丁醛置于分液漏斗中在上层，
故答案为：上；
（6）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，为更好的控制温度，可以采取的改进措施是水浴加热，
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； 水浴加热；
（7）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
74           72
4xg         2g
解得：x=$\frac{74×2}{72×4}$=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，题目难度不大，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．