Question

9．某同學(xué)查閱資料后設(shè)計(jì)了一條1-丁醇的合成路線：

（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(nèi)外壓強(qiáng)，保證液體順暢流下；
（2）實(shí)驗(yàn)室常用濃硫酸與甲酸作用來(lái)制備CO．寫(xiě)出對(duì)應(yīng)的化學(xué)方程式：HCOOH$→_{△}^{濃硫酸}$CO↑+H₂O．
（3）制CO時(shí)，伴隨的副產(chǎn)物還有少量SO₂、CO₂氣體，某同學(xué)設(shè)計(jì)用圖二裝置進(jìn)行檢驗(yàn)．
①E₁的作用是：檢驗(yàn)產(chǎn)物是否有S0₂；E₃的作用是：檢驗(yàn)S0₂是否除盡；
②判斷產(chǎn)物中有CO₂的現(xiàn)象是E₃中品紅不褪色，F(xiàn)中石灰水變渾濁
（4）合成正丁醛的反應(yīng)為正向放熱的可逆反應(yīng)，為增大反應(yīng)速率和提高原料氣的轉(zhuǎn)化率，你認(rèn)為應(yīng)該采用的適宜反應(yīng)條件是D；
A．高溫、常壓、催化劑    B．適當(dāng)?shù)臏囟�、常壓、催化�?br />C．低溫、高壓、催化劑    D．適當(dāng)?shù)臏囟�、高壓、催化�?br />（5）正丁醛經(jīng)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(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(jì)出如下提純路線：

試劑1為飽和NaHSO₃溶液，操作2為萃取，操作3為蒸餾．

Answer 1

分析 CO的制備方法：HCOOH$→_{△}^{濃硫酸}$CO↑+H₂O，在題給裝置中，導(dǎo)管a平衡分液漏斗內(nèi)壓強(qiáng)，使分液漏斗內(nèi)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(jù)裝置圖中e的構(gòu)造可知e為分液漏斗；
②為了使產(chǎn)生的氣體能順利的從發(fā)生裝置中排出，就必需保持壓強(qiáng)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(jù)元素守恒和元素守恒可書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式；
（3）要檢驗(yàn)CO中少量S0₂、C0₂氣體，用品紅檢驗(yàn)二氧化硫，并用酸性高錳酸鉀除去二氧化硫，再用品紅檢驗(yàn)是否除盡，用石灰水檢驗(yàn)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(xiàn)中裝澄清石灰水；
（4）題給合成正丁醛的反應(yīng)為氣體體積減小的放熱反應(yīng)，為增大反應(yīng)速率和提高原料氣的轉(zhuǎn)化率；
（5）根據(jù)題中物質(zhì)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(guò)過(guò)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(diǎn)相差很大，因此可以利用蒸餾將其分離開(kāi)．

解答 解：CO的制備方法：HCOOH$→_{△}^{濃硫酸}$CO↑+H₂O，在題給裝置中，導(dǎo)管a平衡分液漏斗內(nèi)壓強(qiáng)，使分液漏斗內(nèi)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(jù)儀器e的構(gòu)造可知e為分液漏斗，
故答案為：分液漏斗；
②CO的制備方法為：HCOOH$→_{△}^{濃硫酸}$CO↑+H₂O，反應(yīng)中有氣體產(chǎn)生，為了平衡分液漏斗內(nèi)壓強(qiáng)，使分液漏斗內(nèi)的液體濃硫酸順利滴下，所以使用了導(dǎo)管a，
故答案為：平衡內(nèi)外壓強(qiáng)，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(yīng)的化學(xué)方程式為：HCOOH$→_{△}^{濃硫酸}$CO↑+H₂O，
故答案為：HCOOH$→_{△}^{濃硫酸}$CO↑+H₂O；
（3）要檢驗(yàn)CO中少量S0₂、C0₂氣體，用品紅檢驗(yàn)二氧化硫，并用酸性高錳酸鉀除去二氧化硫，再用品紅檢驗(yàn)是否除盡，用石灰水檢驗(yàn)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(xiàn)中裝澄清石灰水，
①根據(jù)上面的分析可知，E₁的作用是：檢驗(yàn)產(chǎn)物是否有S0₂，E3的作用是檢驗(yàn)S0₂是否除盡，
故答案為：檢驗(yàn)產(chǎn)物是否有S0₂；檢驗(yàn)S0₂是否除盡；
②判斷產(chǎn)物中有CO₂的現(xiàn)象是E₃中品紅不褪色，F(xiàn)中石灰水變渾濁，
故答案為：E₃中品紅不褪色，F(xiàn)中石灰水變渾濁；
（4）由于反應(yīng)是一個(gè)體積減小的可逆反應(yīng)，所以采用高壓，有利于增大反應(yīng)速率和提高原料氣的轉(zhuǎn)化率；正向反應(yīng)是放熱反應(yīng)，雖然低溫有利于提高原料氣的轉(zhuǎn)化率，但不利于增大反應(yīng)速率，因此要采用適當(dāng)?shù)臏囟龋淮呋瘎┎荒芴岣咴�料氣的轉(zhuǎn)化率，但有利于增大反應(yīng)速率，縮短到達(dá)平衡所需要的時(shí)間，故正確所選項(xiàng)是D，
故答案為：D；
（5）粗品中含有正丁醛，根據(jù)所給的信息利用飽和NaHSO₃溶液形成沉淀，然后通過(guò)過(guò)濾即可除去；由于飽和NaHSO₃溶液是過(guò)量的，所以加入乙醚的目的是萃取溶液中的1-丁醇；因?yàn)?-丁醇和乙醚的沸點(diǎn)相差很大，因此可以利用蒸餾將其分離開(kāi)，
故答案為：飽和NaHSO₃溶液；萃取；蒸餾．

點(diǎn)評(píng) 本題考查制備方案的設(shè)計(jì)，題目難度中等，涉及氣體的制備、有機(jī)物的分離、提純方法、醇的性質(zhì)以及對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)和基本操作的考查，答題時(shí)注意把握基礎(chǔ)知識(shí)和基本實(shí)驗(yàn)操作的靈活運(yùn)用，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/p>