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如下：
CH₃CH=CH₂+CO+H₂

一定条件

CH₃CH₂CH₂CHO

H2

Ni，△

CH₃CH₂CH₂CH₂OH
现准备从实验室现有条件制备丙烯、氢气和一氧化碳，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．请写出制备丙烯的化学方程式：

 

．
（2）CO可以采用如图1装置制备，并设计出原料气的制备装置；其原理：HCOOH 

浓硫酸

△

CO↑+H₂O．
若用以上装置制备干燥纯净的CO；试剂瓶c和d中盛装的试剂分别是

 

，

 

．
（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）正丁醛经催化剂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℃，并设计如图2提纯路线：
试剂1为

 

，操作1为

 

，操作2为

 

，操作3为

 

．

Answer 1

考点：有机物的合成,制备实验方案的设计

专题：有机物的化学性质及推断

分析：（1）制备丙烯选用2-丙醇和浓硫酸；
（2）在题给装置中，a的作用保持分液漏斗和烧瓶内的气压相等，以保证分液漏斗内的液体能顺利加入烧瓶中；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，d为除去CO中的H₂O，试剂选用浓硫酸；
（3）检验丙烯和少量SO₂、CO₂及水蒸气组成的混合气体各成分时，应首先选④无水CuSO₄检验水蒸气，然后用⑤品红溶液检验SO₂，并用①饱和Na₂SO₃溶液除去SO₂；然后用③石灰水检验CO₂，用②酸性KMnO₄溶液检验丙烯；
（4）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：（1）2-丙醇通过消去反应即到达丙烯，反应方程式为：（CH₃）₂CHOH

浓硫酸

△

CH₂=CHCH₃↑+H₂O，
故答案为：（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，
故答案为：NaOH溶液；浓H₂SO₄；
（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．

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．