Question

【題目】正丁醛是一種化工原料。某實(shí)驗(yàn)小組利用如下裝置合成正丁醛。所發(fā)生的轉(zhuǎn)化過(guò)程為CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CHO。

反應(yīng)物和產(chǎn)物的相關(guān)物理性質(zhì)如表所示。

性質(zhì)	沸點(diǎn)/℃	密度/g·cm-3	水中溶解性
正丁醇	117.2	0.810 9	微溶
正丁醛	75.7	0.801 7	微溶

實(shí)驗(yàn)步驟如下：

將6.0g Na2Cr2O7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)有蒸氣出現(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℃以上的餾分。將餾出物倒入分液漏斗中，分去水層，將有機(jī)層干燥后蒸餾，收集75～77℃餾分，產(chǎn)量為2.0 g。

回答下列問(wèn)題：

（1）實(shí)驗(yàn)中，能否將Na2Cr2O7溶液加入濃硫酸中，說(shuō)明理由：___________。

（2）加入沸石的作用是___________，若加熱后發(fā)現(xiàn)未加入沸石，應(yīng)采取的正確措施是___________。

（3）上述裝置圖中，B儀器的名稱是____，D儀器的名稱是_______。

（4）將正丁醛粗產(chǎn)品置于分液漏斗中分離水時(shí)，水在______(填“上”或“下”)層。

（5）反應(yīng)溫度應(yīng)保持在90～95℃，其原因是______________________。

（6）本實(shí)驗(yàn)中，正丁醛的產(chǎn)率為_____%。

Answer 1

【答案】不能，易造成液體迸濺 防止暴沸 冷卻后補(bǔ)加 分液漏斗 直形冷凝管 下 既可保證正丁醛及時(shí)蒸出，又可避免其被進(jìn)一步氧化 51.4

【解析】

（1）根據(jù)濃硫酸溶于水放熱，密度大于水分析；

（2）根據(jù)反應(yīng)需要加熱分析沸石的作用以及需要采取的措施；

（3）根據(jù)儀器構(gòu)造分析名稱；

（4）根據(jù)正丁醛的物理性質(zhì)判斷；

（5）根據(jù)所給反應(yīng)物和產(chǎn)物的沸點(diǎn)數(shù)據(jù)以及性質(zhì)分析；

（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列方程計(jì)算。

（1）因?yàn)闈饬蛩岬拿芏却笥谒�的密度，溶于水放熱，�?/span>Na2Cr2O7溶液加到濃硫酸中，容易發(fā)生迸濺，因此實(shí)驗(yàn)中，不能將Na2Cr2O7溶液加入濃硫酸中；

（2）反應(yīng)需要加熱，則加入沸石的作用是防止暴沸，若加熱后發(fā)現(xiàn)未加沸石，應(yīng)該冷卻后補(bǔ)加；

（3）根據(jù)儀器的構(gòu)造可知B儀器的名稱是分液漏斗，D儀器的名稱直形冷凝管；

（4）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知正丁醛密度小于水的密度，故分層后水層在下方；

（5）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；

（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)系式可知

C4H10O～～～C4H8O

74 72

4xg 2g

解得：x=(74×2)/(72×4)≈0.514，即產(chǎn)率是51.4%。