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:

所属学校:学历教育 科目:高中化学 2024-09-20 08:34:44 高中化学

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:

2CH3CH2CH2CH2OH1(CH3CH2CH2CH2)2O + H2O。反应物和产物的相关数据如下

2

相对分子质量

沸点/℃

密度/(g·cm-3)

水中溶解性

正丁醇

74

117.2

0.8109

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。

分离提纯:

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,振荡后静置,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__________,振荡后静置,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为_______________________。

(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℃ b. 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__________。(保留两位有效数字)

【答案】

(1)先加入正丁醇,然后再加入浓硫酸。(2)b(3)硫酸;上

(4)用水洗去有机层中残留的NaOH及中和反应生成的盐 (5)d

(6)正丁醇;水 (7)34%。

【解析】

(1)为防止酸液飞溅,应先加入正丁醇,然后再加入浓硫酸。(类似浓硫酸的稀释)

(2)冷却水的流向:下口进,上口出。

(3)用水初步洗去硫酸,据正丁醚不溶于水且比水轻,应从分液漏斗上口分离。

(4)再用水洗去有机层中残留的NaOH及中和反应生成的盐。

(5)控制温度在142℃蒸馏得纯净正丁醚。

(6)A中迅速升温至135℃,维持反应一段时间后,分水器中收集到沸点低于135℃的正丁醇和水,正丁醇密度比水小微溶,浮于上层。

(7)37 g正丁醇(0.5mol)完全反应可生成0.25mol正丁醚,即理论产量为32.5g,则正丁醚的产率为1×100%=34%。

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