Question

20．正丁醚是惰性溶劑，可用作有機(jī)合成反應(yīng)溶劑．某實(shí)驗(yàn)小組利用如下裝置（夾持和加熱裝置均省略）合成正丁醚．發(fā)生的反應(yīng)為：
2CH₃CH₂CH₂CH₂OH $\stackrel{H_{2}SO_{4}}{→}$ CH₃CH₂CH₂CH₂OCH₂CH₂CH₂CH₃+H₂O
反應(yīng)物和產(chǎn)物的相關(guān)數(shù)據(jù)列表如下：

化合物名稱	密度（g/mL）	熔點(diǎn)（℃）	沸點(diǎn)（℃）	水中溶解性
正丁醇	0.810	-89.8	118.0	微溶
正丁醚	0.7689	-95.3	142	不溶于水
備注：正丁醚微溶于飽和氯化鈣溶液．

實(shí)驗(yàn)步驟：
在一定容積的三口燒瓶中，加入10.9g（相當(dāng)13.5mL）正丁醇、2.5mL濃硫酸和幾粒沸石，搖勻后，一口裝上溫度計(jì)，溫度計(jì)插入液面以下，另一口裝上分水器，分水器的上端接球形冷凝管，先在分水器內(nèi)放置1.7mL水，另一口用塞子塞緊．然后將三口瓶放在石棉網(wǎng)上小火加熱至微沸，進(jìn)行分水．反應(yīng)中產(chǎn)生的水經(jīng)球形冷凝管后，收集在分水器的下層，上層有機(jī)層積至分水器支管時(shí)，即可返回?zé)�瓶．大約經(jīng)1.5h后，三口瓶中反應(yīng)液溫度可達(dá)134一136℃，當(dāng)下層水至分水器的支管口處停止反應(yīng)．
將反應(yīng)液冷卻到室溫后倒入盛有25mL水的分液漏斗中，經(jīng)過分離、洗滌后再分離提純可得正丁醚3.4g．回答下列問題：
（1）該實(shí)驗(yàn)時(shí)球形冷凝管的進(jìn)水口為2（填1或2）；
（2）本實(shí)驗(yàn)中容易產(chǎn)生烴類化合物的化學(xué)反應(yīng)方程式為：CH₃CH₂CH₂CH₂OH$→_{△}^{濃硫酸}$C₂H₅CH=CH₂+H₂O．
（3）反應(yīng)液冷卻到室溫后倒入盛有25mL水的分液漏斗中，振蕩靜置，得到有機(jī)層的操作方法是將分液漏斗頸上的玻璃塞打開，在將分液漏斗下面活塞擰開，使下層液體慢慢沿?zé)�杯壁流下，關(guān)閉分液漏斗，將上層有機(jī)物從分液漏斗上口倒出．
（4）有機(jī)層粗產(chǎn)物依次用12mL水、8mL 5%氫氧化鈉溶液、8mL水和8mL飽和氯化鈣溶液洗滌．用氫氧化鈉溶液洗滌的目的是除去產(chǎn)品中的硫酸．
（5）洗滌完成后，通過以下操作分離、提純產(chǎn)物，正確的操作順序是cba（填字母）．
a．蒸餾              b．過濾        c．加入無水CaCl₂
（6）本實(shí)驗(yàn)所得到的正丁醚產(chǎn)率為35.34%．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)逆流時(shí)冷凝效果好判斷進(jìn)水口；
（2）正丁醇在濃硫酸加熱的條件下容易脫水生成1-丁烯；
（3）反應(yīng)液冷卻到室溫后倒入盛有25mL水的分液漏斗中，振蕩靜置，由于正丁醚的密度小于水，所以得到有機(jī)層在上層，要先將水層從分液漏斗下口放出，再將上層液體從上口倒出；
（4）有機(jī)層粗產(chǎn)物中有少量的硫酸，可以用氫氧化鈉除去；
（5）洗滌完成后，加入無水氯化鈣干燥，通過過濾除去無水氯化鈣，再通過蒸餾可得丁醚；
（6）10.9g（相當(dāng)13.5mL）正丁醇的物質(zhì)的量為0.147mol，根據(jù)反應(yīng)2CH₃CH₂CH₂CH₂OH $\stackrel{H_{2}SO_{4}}{→}$ CH₃CH₂CH₂CH₂OCH₂CH₂CH₂CH₃+H₂O，生成的丁醚的物質(zhì)的量為0.074mol，計(jì)算出理論產(chǎn)量，正丁醚產(chǎn)率=$\frac{實(shí)際產(chǎn)量}{理論產(chǎn)量}$×100%；

解答 解：：（1）根據(jù)逆流時(shí)冷凝效果好，所以進(jìn)水口為2，
故答案為：2；
（2）正丁醇在濃硫酸加熱的條件下容易脫水生成1-丁烯，反應(yīng)方程式CH₃CH₂CH₂CH₂OH $→_{△}^{濃硫酸}$C₂H₅CH=CH₂+H₂O，
故答案為：CH₃CH₂CH₂CH₂OH $→_{△}^{濃硫酸}$C₂H₅CH=CH₂+H₂O；
（3）反應(yīng)液冷卻到室溫后倒入盛有25mL水的分液漏斗中，振蕩靜置，由于正丁醚的密度小于水，所以得到有機(jī)層在上層，要先將水層從分液漏斗下口放出，再將上層液體從上口倒出，操作為將分液漏斗頸上的玻璃塞打開，再將分液漏斗下面活塞擰開，使下層液體慢慢沿?zé)�杯壁留下，關(guān)閉分液漏斗，將上層有機(jī)物從分液漏斗上口倒出，
故答案為：將分液漏斗頸上的玻璃塞打開，再將分液漏斗下面活塞擰開，使下層液體慢慢沿?zé)�杯壁留下，關(guān)閉分液漏斗，將上層有機(jī)物從分液漏斗上口倒出；
（4）有機(jī)層粗產(chǎn)物中有少量的硫酸，可以用氫氧化鈉除去產(chǎn)品中的硫酸，
故答案為：除去產(chǎn)品中的硫酸；
（5）洗滌完成后，過濾除去無水氯化鈣，再通過蒸餾可得丁醚，所以操作順序是cba，
故答案為：cba；
（6）10.9g（相當(dāng)13.5mL）正丁醇的物質(zhì)的量為0.147mol，根據(jù)反應(yīng)2CH₃CH₂CH₂CH₂OH$→_{△}^{濃硫酸}$C₄H₉OC₄H₉+H₂O，生成的丁醚的物質(zhì)的量為0.074mol，丁醚的理論產(chǎn)量為130×0.074g=9.62g，所以正丁醚產(chǎn)率=$\frac{實(shí)際產(chǎn)量}{理論產(chǎn)量}$×100%=$\frac{3.4g}{9.62g}$×100%=35.34%，
故答案為：35.34%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查實(shí)驗(yàn)的基本操作，為高頻考點(diǎn)，涉及混合物的分離和提純及物質(zhì)制備、有關(guān)物質(zhì)的量基本計(jì)算和產(chǎn)率的計(jì)算等，側(cè)重考查學(xué)生綜合應(yīng)用能力及實(shí)驗(yàn)操作能力，題目難度中等．