Question

6．某同學查閱資料后設計了一條1-丁醇的合成路線：
CH₃CH=CH₂+CO+H₂$\stackrel{一定條件}{→}$CH₃CH₂CH₂CHO$→_{Ni△}^{H_{2}}$CH₃CH₂CH₂CH₂OH

（1）利用圖一裝置可制備CO、丙烯等原料氣體．①裝置中e的名稱是分液漏斗；②a的作用平衡內外壓強，保證液體順暢流下；
（2）實驗室常用濃硫酸與甲酸作用來制備CO．寫出對應的化學方程式：HCOOHCO↑+H₂O．
（3）制CO時，伴隨的副產物還有少量S0₂、C0₂氣體，某同學設計用圖二裝置進行檢驗．
①E₁的作用是：檢驗產物是否有S0₂；E₃的作用是：檢驗S0₂是否除盡；
②判斷產物中有CO₂的現象是E₃中品紅不褪色，F中石灰水變渾濁
（4）合成正丁醛的反應為正向放熱的可逆反應，為增大反應速率和提高原料氣的轉化率，你認為應該采用的適宜反應條件是D；
A．高溫、常壓、催化劑    B．適當的溫度、常壓、催化劑
C．低溫、高壓、催化劑    D．適當的溫度、高壓、催化劑
（5）正丁醛經催化加氫得到含少量正丁醛的1一丁醇粗品，為提純1-丁醇，該小組查閱文獻得知：①R-CHO+NaHS0₃（飽和）→RCH（OH）S0₃Na↓；②沸點：乙醚34℃，1-丁醇118℃．并設計出如下提純路線：

試劑1為飽和NaHS0₃溶液，操作2為萃取，操作3為蒸餾．

Answer 1

分析 CO的制備方法：HCOOHCO↑+H₂O，在題給裝置中，導管a平衡分液漏斗內壓強，使分液漏斗內的液體濃硫酸順利滴下，b主要是起安全瓶的作用，以防止倒吸；c為除去CO中的酸性氣體，選用NaOH溶液，還需用濃硫酸除去CO中的H₂O，
（1）①根據裝置圖中e的構造可知e為分液漏斗；
②為了使產生的氣體能順利的從發生裝置中排出，就必需保持壓強一致，因此a的作用是保持恒壓；
（2）甲酸在濃硫酸作用下脫水生成CO，根據元素守恒和元素守恒可書寫化學方程式；
（3）要檢驗CO中少量S0₂、C0₂氣體，用品紅檢驗二氧化硫，并用酸性高錳酸鉀除去二氧化硫，再用品紅檢驗是否除盡，用石灰水檢驗二氧化碳，所以E₁中裝置品紅溶液，E₂中裝置酸性高錳酸鉀溶液，E₃中裝品紅溶液，F中裝澄清石灰水；
（4）題給合成正丁醛的反應為氣體體積減小的放熱反應，為增大反應速率和提高原料氣的轉化率；
（5）根據題中物質提純的流程，粗品中含有正丁醛，利用信息①可知飽和NaHSO₃溶液形成沉淀，然后通過過濾即可除去；加入乙醚的目的是萃取溶液中的1-丁醇，1-丁醇和乙醚的沸點相差很大，因此可以利用蒸餾將其分離開

解答 解：CO的制備方法：HCOOHCO↑+H₂O，在題給裝置中，導管a平衡分液漏斗內壓強，使分液漏斗內的液體濃硫酸順利滴下，b主要是起安全瓶的作用，以防止倒吸；c為除去CO中的酸性氣體，選用NaOH溶液，還需用濃硫酸除去CO中的H₂O，
（1）①根據儀器e的構造可知e為分液漏斗，故答案為：分液漏斗；
②CO的制備方法為：HCOOHCO↑+H₂O，反應中有氣體產生，為了平衡分液漏斗內壓強，使分液漏斗內的液體濃硫酸順利滴下，所以使用了導管a，
故答案為：平衡內外壓強，保證液體順暢流下；
（2）甲酸在濃硫酸作用下脫水生成CO氣體和水，反應的化學方程式為：HCOOHCO↑+H₂O，
故答案為：HCOOHCO↑+H₂O；
（3）要檢驗CO中少量S0₂、C0₂氣體，用品紅檢驗二氧化硫，并用酸性高錳酸鉀除去二氧化硫，再用品紅檢驗是否除盡，用石灰水檢驗二氧化碳，所以E₁中裝置品紅溶液，E₂中裝置酸性高錳酸鉀溶液，E₃中裝品紅溶液，F中裝澄清石灰水，
①根據上面的分析可知，E₁的作用是：檢驗產物是否有S0₂，E3的作用是檢驗S0₂是否除盡，
故答案為：檢驗產物是否有S0₂；檢驗S0₂是否除盡；
②判斷產物中有CO₂的現象是E₃中品紅不褪色，F中石灰水變渾濁，
故答案為：E₃中品紅不褪色，F中石灰水變渾濁；
（4）由于反應是一個體積減小的可逆反應，所以采用高壓，有利于增大反應速率和提高原料氣的轉化率；正向反應是放熱反應，雖然低溫有利于提高原料氣的轉化率，但不利于增大反應速率，因此要采用適當的溫度；催化劑不能提高原料氣的轉化率，但有利于增大反應速率，縮短到達平衡所需要的時間，故正確所選項是D，
故答案為：D；
（5）粗品中含有正丁醛，根據所給的信息利用飽和NaHSO₃溶液形成沉淀，然后通過過濾即可除去；由于飽和NaHSO₃溶液是過量的，所以加入乙醚的目的是萃取溶液中的1-丁醇；因為1-丁醇和乙醚的沸點相差很大，因此可以利用蒸餾將其分離開，
故答案為：飽和NaHSO₃溶液；萃取；蒸餾．

點評 本題考查制備方案的設計，題目難度中等，涉及氣體的制備、有機物的分離、提純方法、醇的性質以及對基礎知識和基本操作的考查，答題時注意把握基礎知識和基本實驗操作的靈活運用，試題培養了學生的分析、理解能力及化學實驗能力．