Question

19．正丁醚常用作有機(jī)反應(yīng)的溶劑．實驗室制備正丁醚的反應(yīng)和主要實驗裝置如圖：
2CH₃CH₂CH₂O$?_{135℃}^{濃硫酸}$（CH₃CH₂CH₂CH₂）₂O+H₂O
 反應(yīng)物和產(chǎn)物的相關(guān)數(shù)據(jù)如表：

	相對分子質(zhì)量	沸點(diǎn)/℃	密度/g/cm3	水中溶解性
正丁醇	74	117.2	0.8109	微溶
正丁醚	130	142.0	0.7704	幾乎不溶

①將6mL濃硫酸和37g正丁醇，按一定順序添加到A中，并加幾粒沸石．
②加熱A中反應(yīng)液，迅速升溫至135℃，維持反應(yīng)一段時間．
③分離提純：待A中液體冷卻后將其緩慢倒入盛有70mL水的
分液漏斗中，振搖后靜置，分液得粗產(chǎn)物．
④粗產(chǎn)物依次用40mL水、20mL NaOH溶液和40mL水洗滌，
分液后加入約3g無水氯化鈣顆粒，靜置一段時間后棄去氯化鈣．
⑤將上述處理過的粗產(chǎn)物進(jìn)行蒸餾，收集餾分，得純凈正丁醚11g．
答：
（1）步驟①中濃硫酸和正丁醇的添加順序為：應(yīng)先加將濃H₂SO₄滴加到正丁醇中．
（2）加熱A前，需先從b（填“a”或“b”）口向B中通入水．
（3）步驟③的目的是初步洗去濃H₂SO₄，振搖后靜置，粗產(chǎn)物應(yīng)上（填“上”或“下”）口倒出．
（4）步驟④中最后一次水洗的目的為洗去有機(jī)層中殘留的NaOH及中和反應(yīng)生成的鹽Na₂SO₄．
（5）步驟⑤中加熱蒸餾時應(yīng)收集D（填選項字母）左右的餾分．
A、100℃B、117℃C、135℃D、142℃
（6）反應(yīng)過程中會觀察到分水器中收集到液體物質(zhì)，且分為上下兩層，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，分水器中液體逐漸增多至充滿時，上層液體會從左側(cè)支管自動流回A．分水器中上層液體的主要成分為正丁醇，下層液體的主要成分為水．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)濃硫酸的稀釋操作，進(jìn)行遷移解答；正丁醇在濃硫酸、加熱135℃條件下發(fā)生分子間脫水反應(yīng)生成CH₃CH₂CH₂CH₂OCH₂CH₂CH₂CH₃；
（2）采取逆流原理通入冷凝水進(jìn)行充分冷卻；
（3）用水可以溶解濃硫酸；正丁醇、正丁醚不溶于水，溶液分層，粗產(chǎn)品的密度小于水在上層；
（4）有機(jī)層中會殘留NaOH及中和反應(yīng)生成的鹽Na₂SO₄，用水溶解除去；
（5）正丁醚沸點(diǎn)為142℃，粗產(chǎn)品中含有正丁醇，其沸點(diǎn)為117.2℃，低于正丁醚的沸點(diǎn)，加熱蒸餾正丁醇先汽化；
（6）反應(yīng)控制溫度135℃，高于正丁醇的沸點(diǎn)，正丁醇、水均揮發(fā)，從球形冷凝管中冷凝回流的為正丁醇、水，正丁醇微溶于水，在分水器中會分層，密度小的在上層；

解答 解：（1）正丁醇在濃硫酸、加熱135℃條件下發(fā)生分子間脫水反應(yīng)生成CH₃CH₂CH₂CH₂OCH₂CH₂CH₂CH₃，反應(yīng)方程式為：2CH₃CH₂CH₂CH₂OH  $?_{135℃}^{濃硫酸}$CH₃CH₂CH₂CH₂OCH₂CH₂CH₂CH₃+H₂O，因為濃硫酸的密度大，應(yīng)將濃硫酸加到正丁醇中，防止發(fā)生迸濺，
故答案為：將濃H₂SO₄滴加到正丁醇中；
（2）采取逆流原理通入冷凝水，使冷凝管充分冷凝水，進(jìn)行充分冷卻，即從b口通入冷凝水，
故答案為：b；
（3）用水可以洗去混有的濃H₂SO₄；正丁醇、正丁醚不溶于水，溶液分層，粗產(chǎn)品的密度小于水在上層，應(yīng)從分液漏斗的上口分離出，
故答案為：濃H₂SO₄；上；
（4）步驟④中最后一次水洗，可以洗去有機(jī)層中殘留的NaOH及中和反應(yīng)生成的鹽Na₂SO₄，
故答案為：洗去有機(jī)層中殘留的NaOH及中和反應(yīng)生成的鹽Na₂SO₄；
（5）正丁醚沸點(diǎn)為142℃，粗產(chǎn)品中含有正丁醇，其沸點(diǎn)為117.2℃，低于正丁醚的沸點(diǎn)，加熱蒸餾正丁醇先汽化，加熱蒸餾時應(yīng)收集142℃左右的餾分，
故答案為：D；
（6）反應(yīng)控制溫度135℃，高于正丁醇的沸點(diǎn)，正丁醇、水均揮發(fā)，從球形冷凝管中冷凝回流的為正丁醇、水，正丁醇微溶于水，密度小于水，在分水器中會分層，正丁醇在上層，水在下層，
故答案為：正丁醇；水．

點(diǎn)評 本題考查有機(jī)物的制備實驗，側(cè)重考查物質(zhì)分離提純、對原理與操作的分析評價、產(chǎn)率計算等，難度中等，注意對基礎(chǔ)知識的理解掌握．