Question

9．某學(xué)習(xí)小組擬以下列合成路線合成1-丁醇：CH₃CH=CH₂+CO+H₂$\stackrel{一定條件}{→}$CH₃CH₂CH₂CHO$→_{N/△}^{H_{2}}$CH₃CH₂CH₂CH₂OH
已知：
①HCOOH$→_{△}^{濃H_{2}SO_{4}}$CO↑+H₂O（HCOOH還原性強(qiáng)）
②RCH=CH₂$→_{H+}^{濃KMnO_{4}}$RCOOH+CO₂+H₂O
請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />（1）利用如圖裝置可以制各純凈干燥的CO，則a裝置的作用是恒壓，若無(wú)b裝置可能產(chǎn)生的后果是液體倒吸，c裝置中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為HCOOH+OH^-=HCOO^-+H₂O
（2）以2-丙醇為原料可以制備丙烯，化學(xué)反應(yīng)方程式（CH₃）₂CHOH$→_{△}^{催化劑}$CH₂=CHCH₃↑+H₂O
在所得丙烯氣體中還含有少量SO₂、CO₂及水蒸氣．用以下試荊可以檢驗(yàn)四種氣體，則混合氣體通過(guò)試劑的順序依次是④⑤①③②（或④⑤①⑤②③）（填序號(hào)）．
①飽和Na₂SO₃溶液；②酸性KMnO₄溶液；③石灰水：④無(wú)水CuSO₄；⑤品紅溶液
（3）正丁醛經(jīng)催化加氫得到含少量正丁醛的1-丁醇粗品．為提純1-丁醇，該小組設(shè)計(jì)出如下提純路線：
粗品$→_{操作1}^{試劑1}$濾液$→_{操作2}^{乙醚}$有幾層$→_{過(guò)濾}^{干燥劑}$1-丁醇、乙醚$\stackrel{操作3}{→}$純品
已知：①R-CHO+NaHSO₃（飽和）→RCH（OH）SO₃Na↓：
②沸點(diǎn)：乙醚34℃，1-丁醇：118℃．則操作1為過(guò)濾，操作2為萃取分液，操作3為蒸餾．

Answer 1

分析 （1）甲酸在濃硫酸的作用下通過(guò)加熱脫水即生成CO，由于甲酸易揮發(fā)，產(chǎn)生的CO中必然會(huì)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，最后通過(guò)濃硫酸干燥CO，a的作用保持分液漏斗和燒瓶?jī)?nèi)的氣壓相等，以保證分液漏斗內(nèi)的液體能順利加入燒瓶中；b裝置可作安全瓶，防止液體倒吸；c為除去CO中的酸性氣體，選用NaOH溶液；
（2）制備丙烯選用2-丙醇和濃硫酸；檢驗(yàn)丙烯和少量SO₂、CO₂及水蒸氣組成的混合氣體各成分時(shí)，應(yīng)首先選④無(wú)水CuSO₄檢驗(yàn)水蒸氣，然后用⑤品紅溶液檢驗(yàn)SO₂，并用①飽和Na₂SO₃溶液除去SO₂，然后用③石灰水檢驗(yàn)CO₂，再用②酸性KMnO₄溶液檢驗(yàn)丙烯；
（3）飽和NaHSO₃溶液形成沉淀，然后通過(guò)過(guò)濾即可除去；由于飽和NaHSO₃溶液是過(guò)量的，所以加入乙醚的目的是萃取溶液中的1-丁醇；1-丁醇和乙醚的沸點(diǎn)相差很大，因此可以利用蒸餾將其分離開．

解答 解：（1）甲酸在濃硫酸的作用下通過(guò)加熱脫水即生成CO，由于甲酸易揮發(fā)，產(chǎn)生的CO中必然會(huì)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，最后通過(guò)濃硫酸干燥CO，為了使產(chǎn)生的氣體能順利的從發(fā)生裝置中排出，就必需保持壓強(qiáng)一致，因此a的作用是保持恒壓；b裝置可作安全瓶，防止液體倒吸；c為除去CO中的酸性氣體，選用NaOH溶液，反應(yīng)的離子方程式為HCOOH+OH^-=HCOO^-+H₂O，
故答案為：恒壓； 液體倒吸；HCOOH+OH^-=HCOO^-+H₂O；
（2）2-丙醇通過(guò)消去反應(yīng)即到達(dá)丙烯，方程式為：（CH₃）₂CHOH$→_{△}^{催化劑}$CH₂=CHCH₃↑+H₂O，檢驗(yàn)丙烯可以用酸性KMnO₄溶液，檢驗(yàn)SO₂可以用酸性KMnO₄溶液褪色、品紅溶液或石灰水，檢驗(yàn)CO₂可以石灰水，檢驗(yàn)水蒸氣可以無(wú)水CuSO₄，所以在檢驗(yàn)這四種氣體必需考慮試劑的選擇和順序．只要通過(guò)溶液，就會(huì)產(chǎn)生水蒸氣，因此先檢驗(yàn)水蒸氣；然后檢驗(yàn)SO₂并在檢驗(yàn)之后除去SO₂，除SO₂可以用飽和Na₂SO₃溶液，最后檢驗(yàn)CO₂和丙烯，因此順序?yàn)棰堍茛佗邰冢ɑ颌堍茛佗茛冖郏��?br />故答案為：（CH₃）₂CHOH$→_{△}^{催化劑}$CH₂=CHCH₃↑+H₂O；④⑤①③②（或④⑤①⑤②③）；
（3）飽和NaHSO₃溶液形成沉淀，然后通過(guò)過(guò)濾即可除去；由于飽和NaHSO₃溶液是過(guò)量的，所以加入乙醚的目的是萃取溶液中的1-丁醇，所以操作2為萃取分液；1-丁醇和乙醚的沸點(diǎn)相差很大，因此可以利用蒸餾將其分離開，所以操作1為 過(guò)濾，操作2為 萃取分液，操作3為蒸餾，
故答案為：過(guò)濾；萃取分液；蒸餾．

點(diǎn)評(píng) 本題考查有機(jī)物合成方案的設(shè)計(jì)，題目難度較大，綜合性較強(qiáng)，答題時(shí)注意把握物質(zhì)的分離、提純方法，把握物質(zhì)的性質(zhì)的異同是解答該題的關(guān)鍵