题目

题型：不详难度：来源：

（14分）正丁醚常用作有机反应的溶剂。实验室制备正丁醚的反应和主要实验装置如下：

2CH₃CH₂CH₂CH₂OH(CH₃CH₂CH₂CH₂)₂O + H₂O
反应物和产物的相关数据如下

	相对分子质量	沸点/℃	密度（g/cm3）	水中溶解性
正丁醇	74	117.2	0.819	微溶
正丁醚	130	142.0	0.7704	几乎不溶

 
合成反应：
①将6 mL浓硫酸和37 g正丁醇，按一定顺序添加到A中，并加几粒沸石。
②加热A中反应液，迅速升温至135℃，维持反应一段时间。
③待A中液体冷却后将其缓慢倒入盛有70 mL水的分液漏斗中，振摇后静置，分液得粗产物。
④粗产物依次用40 mL水、20 mL NaOH溶液和40 mL水洗涤，分液后加入约3 g无水氯化钙颗粒，静置一段时间后弃去氯化钙。
⑤将上述处理过的粗产物进行蒸馏，收集馏分，得纯净正丁醚11 g。
请回答：
（1）步骤①中浓硫酸和正丁醇的添加顺序为                       。
（2）加热A前，需先从____（填“a”或“b”）口向B中通入水。
（3）步骤③的目的是初步洗去           ，振摇后静置，粗产物应从分液漏斗
的     （填“上”或“下”）口分离出。
（4）步骤④中最后一次水洗的目的是                  。
（5）步骤⑤中，加热蒸馏时应收集       （填选项字母）左右的馏分。
a．100℃     h． 117℃     c． 135℃    d．142℃
（6）反应过程中会观察到分水器中收集到液体物质，且分为上下两层，随着反应的进行，分水器中液体逐渐增多至充满时，上层液体会从左侧支管自动流回A。分水器中上层液体的主要成分为____，下层液体的主要成分为            。
（7）本实验中，正丁醚的产率为          。

答案

（14分）
（1）先加入正丁醇，再加入浓硫酸。（2分）
（2） b（1分）
（3）浓硫酸（2分）；上（1分）
（4）洗去有机层中残留的NaOH及中和反应生成的盐（2分）
（5）d（1分）
（6）正丁醇（2分）；水（1分） 
（7）34%（2分）

解析

试题分析：（1）正丁醇的密度小于浓硫酸，为使反应物混合充分，应先加入正丁醇，再加入浓硫酸；
（2）为使冷凝效果更佳，所以水从b口进入，从a口出；
（3）正丁醇、正丁醚在水中的溶解度不大，所以加入水的目的是洗去混合液中的浓硫酸；浓硫酸的密度大于正丁醚、正丁醇的密度，所以在下层，有机层在上层，因此粗产物应从分液漏斗的上口倒出；
（4）步骤④加入的氢氧化钠目的是再次出去浓硫酸，所以最后一次水洗的目的是洗去有机层中残留的NaOH及中和反应生成的盐；
（5）根据步骤⑤，收集的馏分是正丁醚，而正丁醚的沸点是142℃，所以加热蒸馏时应收集142℃左右的馏分，答案选d；
（6）本实验中的正丁醇的沸点是117.2℃，低于反应温度，所以会发生挥发现象，正丁醇微溶于水，且密度比水小，所以分水器中上层液体的主要成分为正丁醇，下层液体的主要成分为水；
（7）37 g正丁醇的物质的量是0.5mol，理论上应制得正丁醚的质量是0.25mol×130g/mol=32.5g，所以正丁醚的产率是11g/32.5g×100%=34%。