Question

【題目】正丁醚可作許多有機物的溶劑及萃取劑 ，常用于電子級清洗劑及用于有機合成 。實驗室用正丁醇與濃H2SO4反應制取，實驗裝置如右圖，加熱與夾持裝置略去。反應原理與有關(guān)數(shù)據(jù)：

反應原理： 2C4H9OH C4H9OC4H9+H2O

副反應：C4H9OHC2H5CH=CH2+H2O

物質(zhì)	相對分子質(zhì)量	熔點/℃	沸點/℃	溶解性
				水	50%硫酸	其它
正丁醇	74	-89.8	117.7	微溶	易溶	二者互溶
正丁醚	130	-98	142.4	不溶	微溶

實驗步驟如下：

①在二口燒瓶中加入0.34mol正丁醇和4.5mL濃H2SO4,再加兩小粒沸石，搖勻。

②加熱攪拌，溫度上升至100~ll0℃開始反應。隨著反應的進行，反應中產(chǎn)生的水經(jīng)冷凝后收集在水分離器的下層，上層有機物至水分離器支管時，即可返回燒瓶。加熱至反應完成。

③將反應液冷卻，依次用水、50%硫酸洗滌、水洗滌，再用無水氯化鈣干燥，過濾，蒸餾，得正丁醚的質(zhì)量為Wg。

請回答：

（1）制備正丁醚的反應類型是____________，儀器a的名稱是_________。

（2）步驟①中藥品的添加順序是，先加______（填“正丁醇”或“濃H2SO4”），沸石的作用是___________________。

（3）步驟②中為減少副反應，加熱溫度應不超過_________℃為宜。使用水分離器不斷分離出水的目的是________。如何判斷反應已經(jīng)完成？當_____時，表明反應完成，即可停止實驗。

（4）步驟③中用50%硫酸洗滌的目的是為了除去______________。本實驗中，正丁醚的產(chǎn)率為_____（列出含W的表達式即可）。

Answer 1

【答案】取代反應 （直形）冷凝管 正丁醇 防暴沸或防止反應液劇烈沸騰 135 提高正丁醚的產(chǎn)率或正丁醇的轉(zhuǎn)化率 分水器中水（或有機物）的量（或液面）不再變化 正丁醇

【解析】

⑴根據(jù)反應方程式2C4H9OH C4H9OC4H9+H2O，分析得到制備正丁醚的反應類型，根據(jù)圖中裝置得出儀器a的名稱。

⑵步驟①中藥品的添加順序是，根據(jù)溶液的稀釋，密度大的加到密度小的液體中，燒瓶中是液體與液體加熱需要沸石防暴沸。

⑶根據(jù)題中信息，生成副反應在溫度大于135℃；該反應是可逆反應，分離出水，有利于平衡向正反應方向移動；水分離器中是的量不斷增加，當水分離器中水量不再增加時表明反應完成。

⑷根據(jù)題中信息正丁醇易溶于50%硫酸，正丁醚微溶于50%硫酸；根據(jù)2C4H9OH C4H9OC4H9+H2O理論得到C4H9OC4H9物質(zhì)的量，再計算正丁醚的產(chǎn)率。

⑴根據(jù)反應方程式2C4H9OH C4H9OC4H9+H2O，分析得到制備正丁醚的反應類型是取代反應，根據(jù)圖中裝置得出儀器a的名稱是(直形)冷凝管；故答案為：取代反應；(直形)冷凝管。

⑵步驟①中藥品的添加順序是，根據(jù)溶液的稀釋，密度大的加到密度小的液體中，因此先加正丁醇，燒瓶中是液體與液體加熱，因此沸石的作用是防暴沸或防止反應液劇烈沸騰；故答案為：正丁醇；防暴沸或防止反應液劇烈沸騰。

⑶根據(jù)題中信息，生成副反應在溫度大于135℃，因此步驟②中為減少副反應，加熱溫度應不超過135℃為宜。該反應是可逆反應，分離出水，有利于平衡向正反應方向移動，因此使用水分離器不斷分離出水的目的是提高正丁醚的產(chǎn)率或正丁醇的轉(zhuǎn)化率。水分離器中水的量不斷增加，當水分離器中水量不再增加時或則有機物的量不再變化時，表明反應完成，即可停止實驗；故答案為：135；提高正丁醚的產(chǎn)率或正丁醇的轉(zhuǎn)化率；分水器中水(或有機物)的量(或液面)不再變化。

⑷根據(jù)題中信息正丁醇易溶于50%硫酸，正丁醚微溶于50%硫酸，因此步驟③中用50%硫酸洗滌的目的是為了除去正丁醇。根據(jù)2C4H9OH C4H9OC4H9+H2O理論得到C4H9OC4H9物質(zhì)的量為0.17mol，則正丁醚的產(chǎn)率為；故答案為：正丁醇；。