Question

14．正丁醛是一種重要的化工原料．肥西中學(xué)高二某化學(xué)興趣小組在老師的指導(dǎo)下利用如圖裝置合成正丁醛．發(fā)生的反應(yīng)如下：
CH₃CH₂CH₂CH₂OH$\underset{\stackrel{N{a}_{2}C{r}_{2}{O}_{7}}{→}}{{H}_{2}S{O}_{4}加熱}$CH₃CH₂CH₂CHO
反應(yīng)物和產(chǎn)物的相關(guān)數(shù)據(jù)列表如下：

	沸點(diǎn)/．c	密度/（g•cm-3）	水中溶解性
正丁醇	117.2	0.8109	微溶
正丁醛	75.7	0.8017	微溶

實(shí)驗(yàn)步驟如下：
將6.0gNa₂Cr₂O₇放入100mL燒杯中，加30mL水溶解，再緩慢加入5mL濃硫酸，將所得溶液小心轉(zhuǎn)移至B中．在A中加入4.0g正丁醇和幾粒沸石，加熱．當(dāng)有蒸汽出現(xiàn)時(shí)，開(kāi)始滴加B中溶液．滴加過(guò)程中保持反應(yīng)溫度為90-95℃，在E中收集90℃以下的餾分．將餾出物倒入分液漏斗中，分去水層，有機(jī)層干燥后蒸餾，收集75-77℃餾分，產(chǎn)量2.0g．
回答下列問(wèn)題：
（1）實(shí)驗(yàn)中，能否將Na₂Cr₂O₇溶液加到濃硫酸中，簡(jiǎn)述理由不能，濃硫酸溶于水放出大量熱，容易發(fā)生迸濺傷人．
（2）上述裝置圖中，D儀器的名稱是直形冷凝管，E儀器的名稱是錐形瓶．
（3）C₁、C₂溫度計(jì)水銀球位置不同的原因是C₁控制反應(yīng)溫度；C₂測(cè)定蒸餾出來(lái)氣體的溫度
（4）反應(yīng)溫度應(yīng)保持在90-95℃，其原因是保證正丁醛及時(shí)蒸出，促使反應(yīng)正向進(jìn)行，又可盡量避免其被進(jìn)一步氧化．
（5）正丁醇的同分異構(gòu)體有許多種，請(qǐng)寫出符合下列條件的正丁醇的同分異構(gòu)體：①含有與正丁醇相同的官能團(tuán)；②一定條件下能被氧化成醛．（CH₃）₂CHCH₂OH
（6）本實(shí)驗(yàn)中正丁醛的產(chǎn)率為51%．

Answer 1

分析 （1）不能將Na₂Cr₂O₇溶液加到濃硫酸中，因?yàn)闈饬蛩岬拿芏却�，容易發(fā)生迸濺；
（2）根據(jù)裝置圖可知儀器的名稱，D為冷凝器，E為接受餾分的錐形瓶；
（3）C₁控制反應(yīng)混合溶液的溫度，C₂處的溫度計(jì)是控制餾出成分的沸點(diǎn)；
（4）根據(jù)題目所給反應(yīng)物和產(chǎn)物的沸點(diǎn)數(shù)據(jù)可知，反應(yīng)溫度保持在90～95℃，既可保證正丁醛及時(shí)蒸出，又可盡量避免其被進(jìn)一步氧化；
（5）根據(jù)條件 ①含有與正丁醇相同的官能團(tuán)，即有醇羥基，②一定條件下能被氧化成醛，說(shuō)明羥基連在CH₂上，據(jù)此寫出符合條件的正丁醇的同分異構(gòu)體；
（6）設(shè)正丁醛的理論產(chǎn)量為xg，根據(jù)關(guān)系式C₄H₁₀O～C₄H₈O列計(jì)算出理論產(chǎn)量，根據(jù)產(chǎn)率=$\frac{實(shí)際產(chǎn)量}{理論產(chǎn)量}$×100%計(jì)算．

解答 解：（1）因?yàn)闈饬蛩岬拿芏却�，能將Na₂Cr₂O₇溶液加到濃硫酸中，容易發(fā)生迸濺傷人，
故答案為：不能，濃硫酸溶于水放出大量熱，容易發(fā)生迸濺傷人；
（2）D儀器的名稱直形冷凝管，E儀器為錐形瓶；
故答案為：分直形冷凝管；錐形瓶；
（3）溫度計(jì)的作用是，C₁控制反應(yīng)混合溶液的溫度，C₂處的溫度計(jì)是控制餾出成分的沸點(diǎn)，測(cè)定蒸餾出來(lái)氣體的溫度，
故答案為：C₁控制反應(yīng)溫度；C₂測(cè)定蒸餾出來(lái)氣體的溫度；
（4）根據(jù)題目所給反應(yīng)物和產(chǎn)物的沸點(diǎn)數(shù)據(jù)可知，反應(yīng)溫度保持在90～95℃，既可保證正丁醛及時(shí)蒸出，又可盡量避免其被進(jìn)一步氧化，
故答案為：保證正丁醛及時(shí)蒸出，促使反應(yīng)正向進(jìn)行，又可盡量避免其被進(jìn)一步氧化；
（5）根據(jù)條件 ①含有與正丁醇相同的官能團(tuán)，即有醇羥基，②一定條件下能被氧化成醛，說(shuō)明羥基連在CH₂上，則符合條件的正丁醇的同分異構(gòu)體為（CH₃）₂CHCH₂OH，
故答案為：（CH₃）₂CHCH₂OH；
（6）設(shè)正丁醛的產(chǎn)率為x，則正丁醇的利用率為x，根據(jù)關(guān)系式，
C₄H₁₀O～C₄H₈O
74                72
4xg              2g
解得：x=$\frac{74×2}{72×4}$×100%=51%，
故答案為：51%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)、反應(yīng)原理、基本操作、化學(xué)計(jì)算等，難度中等，注意計(jì)算中正丁醇的轉(zhuǎn)化率等于正丁醛的產(chǎn)率，注意對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解掌握．