Question

（14分）正丁醚常用作有機反應的溶劑。實驗室制備正丁醚的反應和主要實驗裝置如下：

2CH₃CH₂CH₂CH₂OH(CH₃CH₂CH₂CH₂)₂O + H₂O
反應物和產物的相關數據如下

	相對分子質量	沸點/℃	密度（g/cm3）	水中溶解性
正丁醇	74	117.2	0.819	微溶
正丁醚	130	142.0	0.7704	幾乎不溶

 
合成反應：
①將6 mL濃硫酸和37 g正丁醇，按一定順序添加到A中，并加幾粒沸石。
②加熱A中反應液，迅速升溫至135℃，維持反應一段時間。
③待A中液體冷卻后將其緩慢倒入盛有70 mL水的分液漏斗中，振搖后靜置，分液得粗產物。
④粗產物依次用40 mL水、20 mL NaOH溶液和40 mL水洗滌，分液后加入約3 g無水氯化鈣顆粒，靜置一段時間后棄去氯化鈣。
⑤將上述處理過的粗產物進行蒸餾，收集餾分，得純凈正丁醚11 g。
請回答：
（1）步驟①中濃硫酸和正丁醇的添加順序為                       。
（2）加熱A前，需先從____（填“a”或“b”）口向B中通入水。
（3）步驟③的目的是初步洗去           ，振搖后靜置，粗產物應從分液漏斗
的     （填“上”或“下”）口分離出。
（4）步驟④中最后一次水洗的目的是                  。
（5）步驟⑤中，加熱蒸餾時應收集       （填選項字母）左右的餾分。
a．100℃     h． 117℃     c． 135℃    d．142℃
（6）反應過程中會觀察到分水器中收集到液體物質，且分為上下兩層，隨著反應的進行，分水器中液體逐漸增多至充滿時，上層液體會從左側支管自動流回A。分水器中上層液體的主要成分為____，下層液體的主要成分為            。
（7）本實驗中，正丁醚的產率為          。

Answer 1

（14分）
（1）先加入正丁醇，再加入濃硫酸。（2分）
（2） b（1分）
（3）濃硫酸（2分）；上（1分）
（4）洗去有機層中殘留的NaOH及中和反應生成的鹽（2分）
（5）d（1分）
（6）正丁醇（2分）；水（1分） 
（7）34%（2分）

試題分析：（1）正丁醇的密度小于濃硫酸，為使反應物混合充分，應先加入正丁醇，再加入濃硫酸；
（2）為使冷凝效果更佳，所以水從b口進入，從a口出；
（3）正丁醇、正丁醚在水中的溶解度不大，所以加入水的目的是洗去混合液中的濃硫酸；濃硫酸的密度大于正丁醚、正丁醇的密度，所以在下層，有機層在上層，因此粗產物應從分液漏斗的上口倒出；
（4）步驟④加入的氫氧化鈉目的是再次出去濃硫酸，所以最后一次水洗的目的是洗去有機層中殘留的NaOH及中和反應生成的鹽；
（5）根據步驟⑤，收集的餾分是正丁醚，而正丁醚的沸點是142℃，所以加熱蒸餾時應收集142℃左右的餾分，答案選d；
（6）本實驗中的正丁醇的沸點是117.2℃，低于反應溫度，所以會發生揮發現象，正丁醇微溶于水，且密度比水小，所以分水器中上層液體的主要成分為正丁醇，下層液體的主要成分為水；
（7）37 g正丁醇的物質的量是0.5mol，理論上應制得正丁醚的質量是0.25mol×130g/mol=32.5g，所以正丁醚的產率是11g/32.5g×100%=34%。