Question

20．丁醛是一种化工原料．某实验小组利用如下装置合成正丁醛．发生的反应如图：
CH₃CH₂CH₂CH₂OH$→_{H_{2}SO_{4}△}^{Na_{2}Cr_{2}O_{7}}$CH₃CH₂CH₂CHO
反应物和产物的相关数据列表如表：

	沸点/℃	密度/（g•cm-3）	水中溶解性
正丁醇	117.2	0.810 9	微溶
正丁醛	75.7	0.801 7	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到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，否（填“能”或“否”）将Na₂Cr₂O₇溶液加到浓硫酸中．
（2）正丁醇在Cu/Ag，O₂、加热条件下也可氧化为丁醛，反应的化学方程式为2CH₃CH₂CH₂CHO+O₂$→_{△}^{Cu/Ag}$2CH₃CH₂CH₂CHO+2H₂O．
（3）上述装置图中，D仪器的名称是冷凝管．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冷却后补加．
（4）分液漏斗使用前必须进行的操作是C（填正确答案标号）．
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水时，水在下层（填“上”或“下”）．
（6）本实验中，正丁醛的产率为51%．（相对原子质量：C 12   H 1   O 16）

Answer 1

分析 （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）正丁醇在Cu/Ag，O₂、加热条件下醇羟基被氧化成醛基，生成正丁醛和水；
（3）D仪器的名称冷凝管；加入沸石的作用是防止暴沸，若加热后发现未加沸石，应该冷却后补加；
（4）带有活塞或瓶塞的装置使用前要检查是否漏水；
（5）由表中数据可知，正丁醛密度小于水的密度，据此判断；
（6）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，故答案为：否；
（2）正丁醇在Cu/Ag，O₂、加热条件下发生催化氧化，生成生成正丁醛和水，反应为：2CH₃CH₂CH₂CHO+O₂$→_{△}^{Cu/Ag}$2CH₃CH₂CH₂CHO+2H₂O，
故答案为：2CH₃CH₂CH₂CHO+O₂$→_{△}^{Cu/Ag}$2CH₃CH₂CH₂CHO+2H₂O；
（3）D仪器为冷凝仪器，名称为冷凝管，沸石表面疏松多孔，能防止沸点低的液体暴沸，所以加入沸石的作用是防止暴沸，若加热后发现未加沸石，安全起见，应该冷却后补加，
故答案为：冷凝管；防止暴沸；冷却后补加；　   
（4）分液漏斗有上口塞子和下口有控制液体流量的活塞，在使用前需要检查是否漏水，
故答案为：C；　 
（5）正丁醛密度为0.8017 g•cm^-3，小于水的密度，故分层水层在下方，
故答案为：下；
（6）设正丁醛的产率为x，则正丁醇的利用率为x，根据关系式，
C₄H₁₀O～C₄H₈O
74       72
4xg       2g
解得：x=$\frac{74×2}{72×4}$=51%，
故答案为：51．

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，难度中等，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．