Question

某研究性學(xué)習(xí)小組為合成1-丁醇，查閱資料得知一條合成路線：
CH₃CH=CH₂+CO+H₂

一定條件

CH₃CH₂CH₂CHO 

H2

Ni4△

CH₃CH₂CH₂CH₂OH
（1）制丙烯時，還產(chǎn)生少量SO₂，CO₂及水蒸氣，該小組用以下試劑檢驗這四種氣體，混合氣體通過試劑的順序是

 

（填序號）．

①飽和Na₂SO₃溶液   ②溴水   ③澄清石灰水   ④無水CuSO₄  ⑤品紅溶液
（2）正丁醛經(jīng)催化劑加氨得到含少量正丁醛的1-丁醇粗品，為提純1-丁醇，該小組查閱文獻得知：①R-CHO+NaHSO₃（飽和）→RCH（OH）SO₃Na↓；  ②沸點：乙醚34℃，1-丁醇118℃．
設(shè)計如下提純路線：

試劑1為

 

，操作1為

 

，操作2為

 

，操作3為

 

．
（3）實驗室可用如圖裝置制取少量1-溴丁烷，圓底燒瓶中加入的反應(yīng)物是1-丁醇、溴化鈉和濃硫酸．
①寫出加熱時燒瓶中發(fā)生的主要有機反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

．
②將生成物導(dǎo)入盛有冰水混合物的試管A中，冰水混合物的作用是

 

．
③若所用硫酸過濃，A中所得有機物會呈棕黃色，除去其中雜質(zhì)的最合理方法是

 

．
A、蒸餾     B、氫氧化鈉溶液洗滌    C、用四氯化碳萃取   D、用亞硫酸鈉溶液洗滌
若試管B中的酸性高錳酸鉀溶液褪色，使之褪色的物質(zhì)的名稱是

 

．
④老師建議把上述裝置中儀器連接部分的橡膠管改成標準的玻璃接口，其原因是

 

．

Answer 1

考點：有機物的合成,物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實驗設(shè)計題,有機化學(xué)基礎(chǔ)

分析：（1）檢驗丙烯和少量SO₂、CO₂及水蒸氣組成的混合氣體各成分時，應(yīng)首先選④無水CuSO₄檢驗水蒸氣，然后用⑤品紅溶液檢驗SO₂，并用①飽和Na₂SO₃溶液除去SO₂；然后用③石灰水檢驗CO₂，用②溴水檢驗丙烯；
（2）加入飽和NaHSO₃溶液形成沉淀，然后通過過濾即可除去；用乙醚萃取1-丁醇，而1-丁醇和乙醚的沸點相差很大，因此可以利用蒸餾將其分離開；
（3）①藥品混合后在加熱條件下生成HBr并和乙醇發(fā)生取代反應(yīng)；
②加熱時，溴乙烷被蒸出，被冰水冷卻為液體，生成的溴乙烷和水互不相溶，并且溴乙烷的密度比水大，在冰水混合物的下層，進行液封，防止揮發(fā)；
③試管A中獲得的有機物呈棕黃色，是由于濃硫酸具有強氧化性，將HBr氧化物Br₂，產(chǎn)物溴乙烷中混有單質(zhì)溴，溴易揮發(fā)，蒸餾不能完全除去雜質(zhì)，氫氧化鈉溶液易使溴乙烷水解，溴乙烷與溴均溶于四氯化碳，而亞硫酸鈉和溴發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成HBr和硫酸鈉，易與溴乙烷分離；
在加熱溫度較高時，1-丁醇可能發(fā)生消去反應(yīng)生成1-丁烯，而使酸性高錳酸鉀溶液褪色；
④反應(yīng)會產(chǎn)生溴，腐蝕橡膠．

解答： 解：（1）檢驗丙烯可以用溴水，檢驗SO₂可以用溴水、品紅溶液或石灰水，檢驗CO₂可以石灰水，檢驗水蒸氣可以無水CuSO₄，所以在檢驗這四種氣體必需考慮試劑的選擇和順序．只要通過溶液，就會產(chǎn)生水蒸氣，因此先檢驗水蒸氣；然后檢驗SO₂并在檢驗之后除去SO₂，除SO₂可以用飽和Na₂SO₃溶液，最后檢驗CO₂和丙烯，因此順序為④⑤①②③（或④⑤①③②），
故答案為：④⑤①②③（或④⑤①③②）；
（2）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，然后通過過濾即可除去；由于飽和NaHSO₃溶液是過量的，所以加入乙醚的目的是萃取溶液中的1-丁醇，再進行分液，因為1-丁醇和乙醚的沸點相差很大，因此可以利用蒸餾將其分離開，
故答案為：飽和NaHSO₃溶液；過濾；萃取、分液；蒸餾；
（3）①藥品混合后在加熱條件下生成HBr并和乙醇發(fā)生取代反應(yīng)，加熱時燒瓶中發(fā)生的主要有機反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH₃CH₂CH₂CH₂OH+HBr

△

CH₃CH₂CH₂CH₂Br+H₂O，故答案為：CH₃CH₂CH₂CH₂OH+HBr

△

CH₃CH₂CH₂CH₂Br+H₂O；
②加熱時，溴乙烷被蒸出，被冰水冷卻為液體，生成的溴乙烷和水互不相溶，并且溴乙烷的密度比水大，在冰水混合物的下層，進行液封，防止揮發(fā)，故答案為：冷卻、液封；
③試管A中獲得的有機物呈棕黃色，是由于濃硫酸具有強氧化性，將HBr氧化物Br₂，產(chǎn)物溴乙烷中混有單質(zhì)溴，
A．溴乙烷易揮發(fā)、溴易揮發(fā)，蒸餾不能除去雜質(zhì)，故A錯誤；
B．氫氧化鈉能與溴反應(yīng)，但氫氧化鈉溶液易使溴乙烷水解，故B錯誤；
C．溴乙烷與溴均溶于四氯化碳，不能利用四氯化碳除去溴，故C錯誤；
D．亞硫酸鈉和溴發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成HBr和硫酸鈉，易與溴乙烷分離，故D正確；
在加熱溫度較高時，1-丁醇可能發(fā)生消去反應(yīng)生成1-丁烯，而使酸性高錳酸鉀溶液褪色，
故答案為：D；1-丁烯；
④反應(yīng)會產(chǎn)生溴，防止腐蝕橡膠，橡膠管改成標準的玻璃接口，故答案為：反應(yīng)會產(chǎn)生溴，腐蝕橡膠．

點評：本題考查有機物合成實驗，綜合性較強，涉及制備原理、物質(zhì)的分離提純、對裝置的分析評價、實驗方案設(shè)計等，是對基礎(chǔ)知識的總運用，難度中等．