Question

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

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氫氣、丙烯。寫出制備丙烯的化學方程式：             。
（2）若用以上裝置制備干燥純凈的CO，裝置中a的作用是      ，裝置中b的作用是             ，c中盛裝的試劑是         。
（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）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2為    ，操作3為    。

Answer 1

（1）(CH₃)₂CHOHCH₂＝CHCH₃↑+H₂O；（2分）
（2）保證分液漏斗內外壓強平衡，便于液體順利流下。（2分）
作為安全瓶，防倒吸 （2分）  NaOH溶液 （2分）
（3）④⑤①⑤③②（答④⑤①③②也給分）（2分）
（4）飽和NaHSO₃溶液（2分） 萃取（2分） 蒸餾（2分）

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，故答案為：Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑；（CH₃）₂CHOHCH₂=CHCH₃↑+H₂O；
（2）甲酸在濃硫酸的作用下通過加熱脫水即生成CO，由于甲酸易揮發，產生的CO中必然會混有甲酸，所以在收集之前需要除去甲酸，可以利用NaOH溶液吸收甲酸．又因為甲酸易溶于水，所以必需防止液體倒流，即b的作用是防止倒吸，最后通過濃硫酸干燥CO．為了使產生的氣體能順利的從發生裝置中排出，就必需保持壓強一致，因此a的作用是保持恒壓；若用以上裝置制備氫氣，就不再需要加熱，所以此時發生裝置中的玻璃儀器名稱是分液漏斗和蒸餾燒瓶；氫氣密度小于空氣的，因此要收集干燥的氫氣，就只能用向下排空氣法，而不能用排水法收集；故答案為：恒壓，防倒吸； NaOH溶液，濃H₂SO₄；分液漏斗、蒸餾燒瓶；；
（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），故答案為：④⑤①②③（或④⑤①③②）；
（4）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．
故答案為：飽和NaHSO₃溶液；過濾；萃取；蒸餾．