Question

9．某同学查阅资料后设计了一条1-丁醇的合成路线：

（1）利用图一装置可制备CO、丙烯等原料气体．①装置中e的名称是分液漏斗；②a的作用平衡内外压强，保证液体顺畅流下；
（2）实验室常用浓硫酸与甲酸作用来制备CO．写出对应的化学方程式：HCOOH$→_{△}^{浓硫酸}$CO↑+H₂O．
（3）制CO时，伴随的副产物还有少量SO₂、CO₂气体，某同学设计用图二装置进行检验．
①E₁的作用是：检验产物是否有S0₂；E₃的作用是：检验S0₂是否除尽；
②判断产物中有CO₂的现象是E₃中品红不褪色，F中石灰水变浑浊
（4）合成正丁醛的反应为正向放热的可逆反应，为增大反应速率和提高原料气的转化率，你认为应该采用的适宜反应条件是D；
A．高温、常压、催化剂    B．适当的温度、常压、催化剂
C．低温、高压、催化剂    D．适当的温度、高压、催化剂
（5）正丁醛经催化加氢得到含少量正丁醛的1一丁醇粗品，为提纯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为饱和NaHSO₃溶液，操作2为萃取，操作3为蒸馏．

Answer 1

分析 CO的制备方法：HCOOH$→_{△}^{浓硫酸}$CO↑+H₂O，在题给装置中，导管a平衡分液漏斗内压强，使分液漏斗内的液体浓硫酸顺利滴下，b主要是起安全瓶的作用，以防止倒吸；c为除去CO中的酸性气体，选用NaOH溶液，还需用浓硫酸除去CO中的H₂O，
（1）①根据装置图中e的构造可知e为分液漏斗；
②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；
（2）甲酸在浓硫酸作用下脱水生成CO，根据元素守恒和元素守恒可书写化学方程式；
（3）要检验CO中少量S0₂、C0₂气体，用品红检验二氧化硫，并用酸性高锰酸钾除去二氧化硫，再用品红检验是否除尽，用石灰水检验二氧化碳，所以E₁中装置品红溶液，E₂中装置酸性高锰酸钾溶液，E₃中装品红溶液，F中装澄清石灰水；
（4）题给合成正丁醛的反应为气体体积减小的放热反应，为增大反应速率和提高原料气的转化率；
（5）根据题中物质提纯的流程，粗品中含有正丁醛，利用信息①可知饱和NaHSO₃溶液形成沉淀，然后通过过滤即可除去；加入乙醚的目的是萃取溶液中的1-丁醇，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．

解答 解：CO的制备方法：HCOOH$→_{△}^{浓硫酸}$CO↑+H₂O，在题给装置中，导管a平衡分液漏斗内压强，使分液漏斗内的液体浓硫酸顺利滴下，b主要是起安全瓶的作用，以防止倒吸；c为除去CO中的酸性气体，选用NaOH溶液，还需用浓硫酸除去CO中的H₂O，
（1）①根据仪器e的构造可知e为分液漏斗，
故答案为：分液漏斗；
②CO的制备方法为：HCOOH$→_{△}^{浓硫酸}$CO↑+H₂O，反应中有气体产生，为了平衡分液漏斗内压强，使分液漏斗内的液体浓硫酸顺利滴下，所以使用了导管a，
故答案为：平衡内外压强，保证液体顺畅流下；
（2）甲酸在浓硫酸作用下脱水生成CO气体和水，反应的化学方程式为：HCOOH$→_{△}^{浓硫酸}$CO↑+H₂O，
故答案为：HCOOH$→_{△}^{浓硫酸}$CO↑+H₂O；
（3）要检验CO中少量S0₂、C0₂气体，用品红检验二氧化硫，并用酸性高锰酸钾除去二氧化硫，再用品红检验是否除尽，用石灰水检验二氧化碳，所以E₁中装置品红溶液，E₂中装置酸性高锰酸钾溶液，E₃中装品红溶液，F中装澄清石灰水，
①根据上面的分析可知，E₁的作用是：检验产物是否有S0₂，E3的作用是检验S0₂是否除尽，
故答案为：检验产物是否有S0₂；检验S0₂是否除尽；
②判断产物中有CO₂的现象是E₃中品红不褪色，F中石灰水变浑浊，
故答案为：E₃中品红不褪色，F中石灰水变浑浊；
（4）由于反应是一个体积减小的可逆反应，所以采用高压，有利于增大反应速率和提高原料气的转化率；正向反应是放热反应，虽然低温有利于提高原料气的转化率，但不利于增大反应速率，因此要采用适当的温度；催化剂不能提高原料气的转化率，但有利于增大反应速率，缩短到达平衡所需要的时间，故正确所选项是D，
故答案为：D；
（5）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；萃取；蒸馏．

点评 本题考查制备方案的设计，题目难度中等，涉及气体的制备、有机物的分离、提纯方法、醇的性质以及对基础知识和基本操作的考查，答题时注意把握基础知识和基本实验操作的灵活运用，试题培养了学生的分析、理解能力及化学实验能力．