Question

【題目】某研究性學(xué)習(xí)小組為合成1-丁醇，查閱資料得知一條合成路線：

CH3CH=CH2+CO+H2CH3CH2CH2CHOCH3CH2CH2OH

其中CO的制備原理：HCOOHCO↑+H2O，并設(shè)計出原料氣的制備裝置（如下圖）

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（1）實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有鋅粒、稀硝酸、稀鹽酸、濃硫酸、2-丙醇，從中可以選擇合適的試劑制備氫氣、丙烯。寫出制備丙烯的化學(xué)方程式：_______________________。

（2）若用以上裝置制備干燥純凈的CO，裝置中a的作用是__________，裝置中b的作用是_________，c中盛裝的試劑是___________。

（3）制丙烯時，還產(chǎn)生少量SO2、CO2及水蒸氣，該小組用以下試劑檢驗(yàn)這四種氣體，混合氣體通過試劑的順序是___________（填序號）

①飽和Na2SO3溶液 ②酸性KMnO4溶液 ③石灰水 ④無水CuSO4⑤品紅溶液

（4）正丁醛經(jīng)催化加氫得到含少量正丁醛的1-丁醇粗品，為純化1-丁醇，該小組查閱文獻(xiàn)得知：

①R—CHO+NaHSO3(飽和)RCH(OH)SO3Na↓；

②沸點(diǎn)：乙醚34℃，1-丁醇118℃，并設(shè)計出如下提純路線：

試劑1為______________，操作2為_____________，操作3為_____________。

Answer 1

【答案】(CH3)2CHOHCH2＝CHCH3↑+H2O 保證分液漏斗內(nèi)外壓強(qiáng)平衡，便于液體順利流下 作為安全瓶，防倒吸 NaOH溶液 ④⑤①⑤③② 飽和NaHSO3溶液 萃取 蒸餾

【解析】

根據(jù)目標(biāo)產(chǎn)物及原料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析判斷由2-丙醇在濃硫酸作用下脫水制備丙烯；根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理及裝置特點(diǎn)分析各儀器的作用及所需試劑；根據(jù)H2O\二氧化硫、二氧化碳的性質(zhì)分析檢驗(yàn)的方法及順序；根據(jù)提純路線圖中物質(zhì)的變化分析操作的名稱及所用試劑。

（1）根據(jù)題干提供的原料分析知，可以用2-丙醇在濃硫酸作用下脫水制備丙烯，反應(yīng)方程式為：(CH3)2CHOH CH2＝CHCH3↑+H2O，故答案為：(CH3)2CHOH CH2＝CHCH3↑+H2O；

（2）根據(jù)裝置圖分析知，導(dǎo)管a可以使得分液漏斗中的壓強(qiáng)和燒瓶中壓強(qiáng)相等，便于分液漏斗中的液體順利滴下；制得的CO中含有揮發(fā)出的甲酸，可以用NaOH溶液吸收，再用濃硫酸干燥即可得到純凈的CO；裝置b可以防止c中液體倒吸進(jìn)入蒸餾燒瓶，起到安全瓶的作用，故答案為：保證分液漏斗內(nèi)外壓強(qiáng)平衡，便于液體順利流下；作為安全瓶，防倒吸；NaOH溶液；

（3）首先檢驗(yàn)H2O，用無水硫酸銅，若變藍(lán)說明有水，再用品紅檢驗(yàn)SO2，若品紅褪色說明有SO2，用飽和亞硫酸鈉溶液可以吸收SO2，再通過酸性高錳酸鉀溶液檢驗(yàn)SO2是否除盡，最后通入澄清石灰水中，若變渾濁，說明含有CO2，故答案為：④⑤①⑤③②；

（4）由粗品分離出濾液，可見操作1為過濾；則加入試劑1，必須有沉淀生成，故正丁醛中應(yīng)加入飽和NaHSO3溶液；在濾液中加入乙醚，萃取出1-丁醇，再通過蒸餾將兩者分離，所以操作2是萃取，操作3是蒸餾，故答案為：飽和NaHSO3溶液；萃取；蒸餾。