Question

某研究性学习小组为合成1-丁醇，查阅资料得知一条合成路线：
CH₃CH=CH₂+CO+H₂

一定条件

CH₃CH₂CH₂CHO 

H2

Ni4△

CH₃CH₂CH₂CH₂OH
（1）制丙烯时，还产生少量SO₂，CO₂及水蒸气，该小组用以下试剂检验这四种气体，混合气体通过试剂的顺序是

 

（填序号）．

①饱和Na₂SO₃溶液   ②溴水   ③澄清石灰水   ④无水CuSO₄  ⑤品红溶液
（2）正丁醛经催化剂加氨得到含少量正丁醛的1-丁醇粗品，为提纯1-丁醇，该小组查阅文献得知：①R-CHO+NaHSO₃（饱和）→RCH（OH）SO₃Na↓；  ②沸点：乙醚34℃，1-丁醇118℃．
设计如下提纯路线：

试剂1为

 

，操作1为

 

，操作2为

 

，操作3为

 

．
（3）实验室可用如图装置制取少量1-溴丁烷，圆底烧瓶中加入的反应物是1-丁醇、溴化钠和浓硫酸．
①写出加热时烧瓶中发生的主要有机反应的化学方程式

 

．
②将生成物导入盛有冰水混合物的试管A中，冰水混合物的作用是

 

．
③若所用硫酸过浓，A中所得有机物会呈棕黄色，除去其中杂质的最合理方法是

 

．
A、蒸馏     B、氢氧化钠溶液洗涤    C、用四氯化碳萃取   D、用亚硫酸钠溶液洗涤
若试管B中的酸性高锰酸钾溶液褪色，使之褪色的物质的名称是

 

．
④老师建议把上述装置中仪器连接部分的橡胶管改成标准的玻璃接口，其原因是

 

．

Answer 1

考点：有机物的合成,物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用

专题：实验设计题,有机化学基础

分析：（1）检验丙烯和少量SO₂、CO₂及水蒸气组成的混合气体各成分时，应首先选④无水CuSO₄检验水蒸气，然后用⑤品红溶液检验SO₂，并用①饱和Na₂SO₃溶液除去SO₂；然后用③石灰水检验CO₂，用②溴水检验丙烯；
（2）加入饱和NaHSO₃溶液形成沉淀，然后通过过滤即可除去；用乙醚萃取1-丁醇，而1-丁醇和乙醚的沸点相差很大，因此可以利用蒸馏将其分离开；
（3）①药品混合后在加热条件下生成HBr并和乙醇发生取代反应；
②加热时，溴乙烷被蒸出，被冰水冷却为液体，生成的溴乙烷和水互不相溶，并且溴乙烷的密度比水大，在冰水混合物的下层，进行液封，防止挥发；
③试管A中获得的有机物呈棕黄色，是由于浓硫酸具有强氧化性，将HBr氧化物Br₂，产物溴乙烷中混有单质溴，溴易挥发，蒸馏不能完全除去杂质，氢氧化钠溶液易使溴乙烷水解，溴乙烷与溴均溶于四氯化碳，而亚硫酸钠和溴发生氧化还原反应生成HBr和硫酸钠，易与溴乙烷分离；
在加热温度较高时，1-丁醇可能发生消去反应生成1-丁烯，而使酸性高锰酸钾溶液褪色；
④反应会产生溴，腐蚀橡胶．

解答： 解：（1）检验丙烯可以用溴水，检验SO₂可以用溴水、品红溶液或石灰水，检验CO₂可以石灰水，检验水蒸气可以无水CuSO₄，所以在检验这四种气体必需考虑试剂的选择和顺序．只要通过溶液，就会产生水蒸气，因此先检验水蒸气；然后检验SO₂并在检验之后除去SO₂，除SO₂可以用饱和Na₂SO₃溶液，最后检验CO₂和丙烯，因此顺序为④⑤①②③（或④⑤①③②），
故答案为：④⑤①②③（或④⑤①③②）；
（2）粗品中含有正丁醛，根据所给的信息利用饱和NaHSO₃溶液形成沉淀，然后通过过滤即可除去；由于饱和NaHSO₃溶液是过量的，所以加入乙醚的目的是萃取溶液中的1-丁醇，再进行分液，因为1-丁醇和乙醚的沸点相差很大，因此可以利用蒸馏将其分离开，
故答案为：饱和NaHSO₃溶液；过滤；萃取、分液；蒸馏；
（3）①药品混合后在加热条件下生成HBr并和乙醇发生取代反应，加热时烧瓶中发生的主要有机反应的化学方程式为CH₃CH₂CH₂CH₂OH+HBr

△

CH₃CH₂CH₂CH₂Br+H₂O，故答案为：CH₃CH₂CH₂CH₂OH+HBr

△

CH₃CH₂CH₂CH₂Br+H₂O；
②加热时，溴乙烷被蒸出，被冰水冷却为液体，生成的溴乙烷和水互不相溶，并且溴乙烷的密度比水大，在冰水混合物的下层，进行液封，防止挥发，故答案为：冷却、液封；
③试管A中获得的有机物呈棕黄色，是由于浓硫酸具有强氧化性，将HBr氧化物Br₂，产物溴乙烷中混有单质溴，
A．溴乙烷易挥发、溴易挥发，蒸馏不能除去杂质，故A错误；
B．氢氧化钠能与溴反应，但氢氧化钠溶液易使溴乙烷水解，故B错误；
C．溴乙烷与溴均溶于四氯化碳，不能利用四氯化碳除去溴，故C错误；
D．亚硫酸钠和溴发生氧化还原反应生成HBr和硫酸钠，易与溴乙烷分离，故D正确；
在加热温度较高时，1-丁醇可能发生消去反应生成1-丁烯，而使酸性高锰酸钾溶液褪色，
故答案为：D；1-丁烯；
④反应会产生溴，防止腐蚀橡胶，橡胶管改成标准的玻璃接口，故答案为：反应会产生溴，腐蚀橡胶．

点评：本题考查有机物合成实验，综合性较强，涉及制备原理、物质的分离提纯、对装置的分析评价、实验方案设计等，是对基础知识的总运用，难度中等．