Question

12．正丁醚常用作有机反应的溶剂．实验室制备正丁醚的反应和主要实验装置如下：
2CH₃CH₂CH₂CH₂OH$?_{135℃}^{浓硫酸}$（CH₃CH₂CH₂CH₂）₂O+H₂O
反应物和产物的相关数据如下 

	相对分子质量	沸点/℃	密度/（g•cm-3）	水中溶解性
正丁醇	74	117.2	0.8109	微溶
正丁醚	130	142.0	0.7704	几乎不溶

合成反应：
①将6mL浓硫酸和37g正丁醇，按一定顺序添加到A中，并加几粒沸石．
②加热A中反应液，迅速升温至135℃，维持反应一段时间．
分离提纯：
③待A中液体冷却后将其缓慢倒入盛有70mL水的分液漏斗中，振荡后静置，分液得粗产物．
④粗产物依次用40mL水、20mL NaOH溶液和40mL水洗涤，分液后加入约3g无水氯化钙颗粒，静置一段时间后弃去氯化钙．
⑤将上述处理过的粗产物进行蒸馏，收集馏分，得纯净正丁醚11g．
请回答：
（1）步骤①中浓硫酸和正丁醇的添加顺序为先加入正丁醇，再加入浓硫酸．
（2）加热A前，需先从b（填“a”或“b”）口向B中通入水．
（3）步骤③的目的是初步洗去浓硫酸，振荡后静置，粗产物应从分液漏斗的上（填“上”或“下”）口分离出．
（4）步骤④中最后一次水洗的目的为洗去有机层中残留的NaOH及中和反应生成的盐．
（5）步骤⑤中，加热蒸馏时应收集d（填选项字母）左右的馏分．
a．100℃b． 117℃c． 135℃d．142℃
（6）反应过程中会观察到分水器中收集到液体物质，且分为上下两层，随着反应的进行，分水器中液体逐渐增多至充满时，上层液体会从左侧支管自动流回A．分水器中上层液体的主要成分为正丁醇，下层液体的主要成分为水．
（7）本实验中，正丁醚的产率为34%．（保留两位有效数字）

Answer 1

分析 （1）步骤①中浓硫酸和正丁醇的添加顺序类似浓硫酸的稀释；
（2）冷凝水的水流方向和气流方向相反，下口进，上口出；
（3）在反应混合物中，浓硫酸能溶解于水，正丁醚不溶，正丁醇微溶于水，所以步骤③的目的是初步洗去浓硫酸；分液漏斗中振荡静置后，上层液体中为密度比水小的正丁醚和正丁醇，从分液漏斗的上口倒出；
（4）步骤③巾最后一次水洗的目的为洗去有机层残留的NaOH及中和反应生成的盐；
（5）步骤⑤中，加热蒸馏的目的是收集正丁醇，而正丁醇的沸点为142℃；
（6）液体混合物加热会蒸发出，经过冷凝器降温转化为液体，由于正丁醇的密度比水小且微溶于水，故正丁醇在上层，水在下层；
（7）实验前提供的37g正丁醇的物质的量为$\frac{37g}{74g/mol}$=0.5mol，根据方程式中正丁醇与正丁醚的相互关系可知正丁醚的理论产物物质的量为$\frac{0.5mol}{2}$=0.25mol，对应正丁醚的质量为0.25mol×130g•mol^-1=32.5g，据此计算正丁醚的产率．

解答 解：（1）步骤①中浓硫酸和正丁醇的添加顺序类似浓硫酸的稀释，
故答案为：先加入正丁醇，再加入浓硫酸；
（2）冷凝水的水流方向和气流方向相反，下口进，上口出，
故答案为：b；
（3）在反应混合物中，浓硫酸能溶解于水，正丁醚不溶，正丁醇微溶于水，所以步骤③的目的是初步洗去浓硫酸；分液漏斗中振荡静置后，上层液体中为密度比水小的正丁醚和正丁醇，从分液漏斗的上口倒出，
故答案为：浓硫酸；上；
（4）步骤③巾最后一次水洗的目的为洗去有机层残留的NaOH及中和反应生成的盐，
故答案为：洗去有机层中残留的NaOH及中和反应生成的盐；
（5）步骤⑤中，加热蒸馏的目的是收集正丁醇，而正丁醇的沸点为142℃，故应收集142℃左右的馏分，
故答案为：d；
（6）分水器中收集到液体物质，因正丁醇密度比水小且微溶于水，会分为上下两层，上层为正丁醇，下层主要成分为水，
故答案为：正丁醇；水；
（7）实验前提供的37g正丁醇的物质的量为$\frac{37g}{74g/mol}$=0.5mol，根据方程式中正丁醇与正丁醚的相互关系可知正丁醚的理论产物物质的量为$\frac{0.5mol}{2}$=0.25mol，对应正丁醚的质量为0.25mol×130g•mol^-1=32.5g，正丁醚的产率为$\frac{11}{32.5}$×100%=34%，
故答案为：34%．

点评 本题考查实验的基本操作，混合物的分离操作，重点考查分液、蒸馏操作，有关物质的量基本计算和产率的计算等，关注基础考查，中等难度．