Question

（每空2分，共16分）某研究性學習小組為合成1－丁醇，查閱資料得知一條合成路線：

CH₃CH===CH₂＋CO＋H₂CH₃CH₂CH₂CHOCH₃CH₂CH₂CH₂OH：

CO的制備原理：HCOOHCO↑＋H₂O，并設計出原料氣的制備裝置(如圖)。

請填寫下列空白：

(1)實驗室現有鋅粒、稀硝酸、稀鹽酸、濃硫酸、2－丙醇，從中選擇合適的試劑制備丙烯。寫出化學方程式： ____________________________________________________________________________。

(2)若用以上裝置制備H₂，在虛線框內畫出收集干燥H₂的裝置圖。

(3)制丙烯時，還產生少量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酸性KMnO₄溶液　③石灰水　④無水CuSO₄　⑤品紅溶液

(4)合成正丁醛的反應為正向放熱的可逆反應，為增大反應速率和提高原料氣的轉化率，你認為應該采用的適宜反應條件是________。

a．低溫、高壓、催化劑                    b．適當的溫度、高壓、催化劑

c．常溫、常壓、催化劑                    d．適當的溫度、常壓、催化劑

(5)正丁醛經催化加氫得到含少量正丁醛的1－丁醇粗品，為純化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℃，并設計出如下提純路線：

試劑1為________，操作1為________，操作2為________，操作3為________。

 

Answer 1

【答案】

（1）

（2）   

(3)④⑤①②③(或④⑤①③②)       (4)b

(5)飽和NaHSO₃溶液　過濾　萃取　蒸餾

【解析】

試題分析：：（1）氫氣可用活潑金屬鋅與非氧化性酸鹽酸通過置換反應制備，氧化性酸如硝酸和濃硫酸與鋅反應不能產生氫氣，方程式為Zn+2HCl＝ZnCl₂+H₂↑；2-丙醇通過消去反應即到達丙烯，方程式為：(CH₃)₂CHOHCH₂＝CHCH₃↑+H₂O；（2）由于氫氣的密度比空氣小，故用向下排空氣法；（3）檢驗丙烯可以用酸性KMnO₄溶液，檢驗SO₂可以用酸性KMnO₄溶液褪色、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）；

（4）由于反應是一個體積減小的可逆反應，所以采用高壓，有利于增大反應速率和提高原料氣的轉化率；正向反應是放熱反應，雖然低溫有利于提高原料氣的轉化率，但不利于增大反應速率，因此要采用適當的溫度；催化劑不能提高原料氣的轉化率，但有利于增大反應速率，縮短到達平衡所需要的時間，故正確所選項是b；（5）粗品中含有正丁醛，根據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。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。

考點：氣體檢驗、化學反應速率、有機反應等

點評：這是一道綜合性比較強的題，包含了常見有機轉換、化學反應速率、氣體檢驗等，難度不大。