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20.丁醛是一种化工原料.某实验小组利用如下装置合成正丁醛.发生的反应如图:
CH3CH2CH2CH2OH$→_{H_{2}SO_{4}△}^{Na_{2}Cr_{2}O_{7}}$CH3CH2CH2CHO
反应物和产物的相关数据列表如表:
沸点/℃密度/(g•cm-3水中溶解性
正丁醇117.20.810 9微溶
正丁醛75.70.801 7微溶
实验步骤如下:
将6.0g Na2Cr2O7放入100mL烧杯中,加30mL水溶解,再缓慢加入5mL浓硫酸,将所得溶液小心转移到B中.在A中加入4.0g正丁醇和几粒沸石,加热.当有蒸汽出现时,开始滴加B中溶液.滴加过程中保持反应温度为90~95℃,在E中收集90℃以下的馏分.
将馏出物倒入分液漏斗中,分去水层,有机层干燥后蒸馏,收集75~77℃馏分,产量2.0g.
回答下列问题:
(1)实验中,否(填“能”或“否”)将Na2Cr2O7溶液加到浓硫酸中.
(2)正丁醇在Cu/Ag,O2、加热条件下也可氧化为丁醛,反应的化学方程式为2CH3CH2CH2CHO+O2$→_{△}^{Cu/Ag}$2CH3CH2CH2CHO+2H2O.
(3)上述装置图中,D仪器的名称是冷凝管.加入沸石的作用是防止暴沸.若加热后发现未加沸石,应采取的正确方法是冷却后补加.
(4)分液漏斗使用前必须进行的操作是C(填正确答案标号).
A.润湿         B.干燥           C.检漏         D.标定
(5)将正丁醛粗产品置于分液漏斗中分水时,水在下层(填“上”或“下”).
(6)本实验中,正丁醛的产率为51%.(相对原子质量:C 12   H 1   O 16)

分析 (1)不能将Na2Cr2O7溶液加到浓硫酸中,因为浓硫酸的密度大,容易发生迸溅;
(2)正丁醇在Cu/Ag,O2、加热条件下醇羟基被氧化成醛基,生成正丁醛和水;
(3)D仪器的名称冷凝管;加入沸石的作用是防止暴沸,若加热后发现未加沸石,应该冷却后补加;
(4)带有活塞或瓶塞的装置使用前要检查是否漏水;
(5)由表中数据可知,正丁醛密度小于水的密度,据此判断;
(6)设正丁醛的产率为x,则正丁醇的利用率为x,根据关系式C4H10O~C4H8O列方程计算.

解答 解:(1)因为浓硫酸的密度大,将Na2Cr2O7溶液加到浓硫酸中,容易发生迸溅,故答案为:否;
(2)正丁醇在Cu/Ag,O2、加热条件下发生催化氧化,生成生成正丁醛和水,反应为:2CH3CH2CH2CHO+O2$→_{△}^{Cu/Ag}$2CH3CH2CH2CHO+2H2O,
故答案为:2CH3CH2CH2CHO+O2$→_{△}^{Cu/Ag}$2CH3CH2CH2CHO+2H2O;
(3)D仪器为冷凝仪器,名称为冷凝管,沸石表面疏松多孔,能防止沸点低的液体暴沸,所以加入沸石的作用是防止暴沸,若加热后发现未加沸石,安全起见,应该冷却后补加,
故答案为:冷凝管;防止暴沸;冷却后补加;    
(4)分液漏斗有上口塞子和下口有控制液体流量的活塞,在使用前需要检查是否漏水,
故答案为:C;  
(5)正丁醛密度为0.8017 g•cm-3,小于水的密度,故分层水层在下方,
故答案为:下;
(6)设正丁醛的产率为x,则正丁醇的利用率为x,根据关系式,
C4H10O~C4H8O
74       72
4xg       2g
解得:x=$\frac{74×2}{72×4}$=51%,
故答案为:51.

点评 本题考查有机化学实验、反应原理、基本操作、化学计算等,难度中等,注意计算中正丁醇的转化率等于正丁醛的产率,注意对基础知识的理解掌握.

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