Question

【題目】正丁醚可作許多有機(jī)物的溶劑及萃取劑 ，常用于電子級清洗劑及用于有機(jī)合成 。實(shí)驗(yàn)室用正丁醇與濃H2SO4反應(yīng)制取，實(shí)驗(yàn)裝置如右圖，加熱與夾持裝置略去。反應(yīng)原理與有關(guān)數(shù)據(jù)：

反應(yīng)原理： 2C4H9OH C4H9OC4H9+H2O

副反應(yīng)：C4H9OHC2H5CH=CH2+H2O

物質(zhì)	相對分子質(zhì)量	熔點(diǎn)/℃	沸點(diǎn)/℃	溶解性
				水	50%硫酸	其它
正丁醇	74	-89.8	117.7	微溶	易溶	二者互溶
正丁醚	130	-98	142.4	不溶	微溶

實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①在二口燒瓶中加入0.34mol正丁醇和4.5mL濃H2SO4,再加兩小粒沸石，搖勻。

②加熱攪拌，溫度上升至100~ll0℃開始反應(yīng)。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)中產(chǎn)生的水經(jīng)冷凝后收集在水分離器的下層，上層有機(jī)物至水分離器支管時(shí)，即可返回?zé)�瓶。加熱至反�?yīng)完成。

③將反應(yīng)液冷卻，依次用水、50%硫酸洗滌、水洗滌，再用無水氯化鈣干燥，過濾，蒸餾，得正丁醚的質(zhì)量為Wg。

請回答：

（1）制備正丁醚的反應(yīng)類型是____________，儀器a的名稱是_________。

（2）步驟①中藥品的添加順序是，先加______（填“正丁醇”或“濃H2SO4”），沸石的作用是___________________。

（3）步驟②中為減少副反應(yīng)，加熱溫度應(yīng)不超過_________℃為宜。使用水分離器不斷分離出水的目的是________。如何判斷反應(yīng)已經(jīng)完成？當(dāng)_____時(shí)，表明反應(yīng)完成，即可停止實(shí)驗(yàn)。

（4）步驟③中用50%硫酸洗滌的目的是為了除去______________。本實(shí)驗(yàn)中，正丁醚的產(chǎn)率為_____（列出含W的表達(dá)式即可）。

Answer 1

【答案】取代反應(yīng) （直形）冷凝管 正丁醇 防暴沸或防止反應(yīng)液劇烈沸騰 135 提高正丁醚的產(chǎn)率或正丁醇的轉(zhuǎn)化率 分水器中水（或有機(jī)物）的量（或液面）不再變化 正丁醇

【解析】

⑴根據(jù)反應(yīng)方程式2C4H9OH C4H9OC4H9+H2O，分析得到制備正丁醚的反應(yīng)類型，根據(jù)圖中裝置得出儀器a的名稱。

⑵步驟①中藥品的添加順序是，根據(jù)溶液的稀釋，密度大的加到密度小的液體中，燒瓶中是液體與液體加熱需要沸石防暴沸。

⑶根據(jù)題中信息，生成副反應(yīng)在溫度大于135℃；該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，分離出水，有利于平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；水分離器中是的量不斷增加，當(dāng)水分離器中水量不再增加時(shí)表明反應(yīng)完成。

⑷根據(jù)題中信息正丁醇易溶于50%硫酸，正丁醚微溶于50%硫酸；根據(jù)2C4H9OH C4H9OC4H9+H2O理論得到C4H9OC4H9物質(zhì)的量，再計(jì)算正丁醚的產(chǎn)率。

⑴根據(jù)反應(yīng)方程式2C4H9OH C4H9OC4H9+H2O，分析得到制備正丁醚的反應(yīng)類型是取代反應(yīng)，根據(jù)圖中裝置得出儀器a的名稱是(直形)冷凝管；故答案為：取代反應(yīng)；(直形)冷凝管。

⑵步驟①中藥品的添加順序是，根據(jù)溶液的稀釋，密度大的加到密度小的液體中，因此先加正丁醇，燒瓶中是液體與液體加熱，因此沸石的作用是防暴沸或防止反應(yīng)液劇烈沸騰；故答案為：正丁醇；防暴沸或防止反應(yīng)液劇烈沸騰。

⑶根據(jù)題中信息，生成副反應(yīng)在溫度大于135℃，因此步驟②中為減少副反應(yīng)，加熱溫度應(yīng)不超過135℃為宜。該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，分離出水，有利于平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，因此使用水分離器不斷分離出水的目的是提高正丁醚的產(chǎn)率或正丁醇的轉(zhuǎn)化率。水分離器中水的量不斷增加，當(dāng)水分離器中水量不再增加時(shí)或則有機(jī)物的量不再變化時(shí)，表明反應(yīng)完成，即可停止實(shí)驗(yàn)；故答案為：135；提高正丁醚的產(chǎn)率或正丁醇的轉(zhuǎn)化率；分水器中水(或有機(jī)物)的量(或液面)不再變化。

⑷根據(jù)題中信息正丁醇易溶于50%硫酸，正丁醚微溶于50%硫酸，因此步驟③中用50%硫酸洗滌的目的是為了除去正丁醇。根據(jù)2C4H9OH C4H9OC4H9+H2O理論得到C4H9OC4H9物質(zhì)的量為0.17mol，則正丁醚的產(chǎn)率為；故答案為：正丁醇；。