Question

10．正丁醛是一種化工原料．某實驗小組利用如圖裝置合成正丁醛．發生的反應如下：
CH₃CH₂CH₂CH₂OH $→_{H_{2}SO_{4}加熱}^{Na_{2}Cr_{2}O_{7}}$CH₃CH₂CH₂CHO
反應物和產物的相關數據列表如下：

	沸點/0C	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

實驗步驟如下：
將6.0gNa₂Cr₂O₇放入100mL燒杯中，加30mL水溶解，再緩慢加入5mL濃硫酸，將所得溶液小心轉移至B中．在A中加入4.0g正丁醇和幾粒沸石，加熱．當有蒸汽出現時，開始滴加B中溶液．滴加過程中保持反應溫度為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，有機層干燥后蒸餾，收集75-77℃餾分，產量2.0g．
回答下列問題：
（1）實驗中，能否將Na₂Cr₂O₇溶液加到濃硫酸中，說明理由不能，濃硫酸溶于水放出大量熱，容易發生迸濺傷人．
（2）加入沸石的作用是防止暴沸
（3）上述裝置圖中，B儀器的名稱是分液漏斗，D儀器的名稱是直形冷凝管．
（4）分液漏斗使用前必須進行的操作是c（填正確答案標號）．
a．潤濕    b．干燥       c．檢漏        d．標定
（5）將正丁醛粗產品置于分液漏斗中分水時，水在下層（填“上”或“下”）
（6）反應溫度應保持在90-95℃，其原因是：保證正丁醛及時蒸出，促使反應正向進行，又可盡量避免其被進一步氧化
（7）本實驗中，正丁醛的產率為51%
（8）已知正丁醛在堿性條件下可以被新制氫氧化銅氧化，寫出該反應的化學方程式：CH₃CH₂CH₂CHO+NaOH+2Cu（OH）₂$\stackrel{△}{→}$CH₃CH₂CH₂COONa+Cu₂O↓+3H₂O．

Answer 1

分析 （1）不能將Na₂Cr₂O₇溶液加到濃硫酸中，因為濃硫酸的密度大，容易發生迸濺；
（2）加入沸石的作用是防止暴沸，若加熱后發現未加沸石，應該冷卻后補加；
（3）B儀器的名稱是分液漏斗，D儀器的名稱直形冷凝管；
（4）分液漏斗使用前必須進行的第一項操作是檢漏；
（5）由表中數據可知，正丁醛密度小于水的密度，據此判斷；
（6）根據題目所給反應物和產物的沸點數據可知，反應溫度保持在90～95℃，既可保證正丁醛及時蒸出，又可盡量避免其被進一步氧化；
（7）設正丁醛的理論產量為xg，根據關系式C₄H₁₀O～C₄H₈O列計算出理論產量，根據產率=$\frac{實際產量}{理論產量}$×100%計算．
（8）正丁醛在堿性條件下可以被新制氫氧化銅氧化生成丁酸鈉，氧化亞銅沉淀和水．

解答 解：（1）因為濃硫酸的密度大，能將Na₂Cr₂O₇溶液加到濃硫酸中，容易發生迸濺傷人，
故答案為：不能，濃硫酸溶于水放出大量熱，容易發生迸濺傷人；
（2）加入沸石的作用是防止暴沸，
故答案為：防止暴沸；
（3）B儀器的名稱是分液漏斗，D儀器的名稱直形冷凝管，
故答案為：分液漏斗，直形冷凝管；
（4）分液漏斗使用前必須進行的第一項操作是檢漏，
故答案為：c：
（5）正丁醛密度為0.8017 g•cm^-3，小于水的密度，故分層水層在下方，
故答案為：下；
（6）根據題目所給反應物和產物的沸點數據可知，反應溫度保持在90～95℃，既可保證正丁醛及時蒸出，又可盡量避免其被進一步氧化，
故答案為：保證正丁醛及時蒸出，促使反應正向進行，又可盡量避免其被進一步氧化；
（7）設正丁醛的產率為x，則正丁醇的利用率為x，根據關系式，
C₄H₁₀O～C₄H₈O
74 72
4xg 2g
解得：x=$\frac{74×2}{72×4}$×100%=51%，
故答案為：51；
（8）正丁醛在堿性條件下可以被新制氫氧化銅氧化生成丁酸鈉，氧化亞銅沉淀和水，反應的化學方程式為：CH₃CH₂CH₂CHO+NaOH+2Cu（OH）₂$\stackrel{△}{→}$CH₃CH₂CH₂COONa+Cu₂O↓+3H₂O，
故答案為：CH₃CH₂CH₂CHO+NaOH+2Cu（OH）₂$\stackrel{△}{→}$CH₃CH₂CH₂COONa+Cu₂O↓+3H₂O．

點評 本題考查有機化學實驗、反應原理、基本操作、化學計算等，難度不大，注意計算中正丁醇的轉化率等于正丁醛的產率，注意對基礎知識的理解掌握．