Question

9．某学习小组拟以下列合成路线合成1-丁醇：CH₃CH=CH₂+CO+H₂$\stackrel{一定条件}{→}$CH₃CH₂CH₂CHO$→_{N/△}^{H_{2}}$CH₃CH₂CH₂CH₂OH
已知：
①HCOOH$→_{△}^{浓H_{2}SO_{4}}$CO↑+H₂O（HCOOH还原性强）
②RCH=CH₂$→_{H+}^{浓KMnO_{4}}$RCOOH+CO₂+H₂O
请填写下列空白：
（1）利用如图装置可以制各纯净干燥的CO，则a装置的作用是恒压，若无b装置可能产生的后果是液体倒吸，c装置中发生反应的离子方程式为HCOOH+OH^-=HCOO^-+H₂O
（2）以2-丙醇为原料可以制备丙烯，化学反应方程式（CH₃）₂CHOH$→_{△}^{催化剂}$CH₂=CHCH₃↑+H₂O
在所得丙烯气体中还含有少量SO₂、CO₂及水蒸气．用以下试荆可以检验四种气体，则混合气体通过试剂的顺序依次是④⑤①③②（或④⑤①⑤②③）（填序号）．
①饱和Na₂SO₃溶液；②酸性KMnO₄溶液；③石灰水：④无水CuSO₄；⑤品红溶液
（3）正丁醛经催化加氢得到含少量正丁醛的1-丁醇粗品．为提纯1-丁醇，该小组设计出如下提纯路线：
粗品$→_{操作1}^{试剂1}$滤液$→_{操作2}^{乙醚}$有几层$→_{过滤}^{干燥剂}$1-丁醇、乙醚$\stackrel{操作3}{→}$纯品
已知：①R-CHO+NaHSO₃（饱和）→RCH（OH）SO₃Na↓：
②沸点：乙醚34℃，1-丁醇：118℃．则操作1为过滤，操作2为萃取分液，操作3为蒸馏．

Answer 1

分析 （1）甲酸在浓硫酸的作用下通过加热脱水即生成CO，由于甲酸易挥发，产生的CO中必然会混有甲酸，所以在收集之前需要除去甲酸，可以利用NaOH溶液吸收甲酸，最后通过浓硫酸干燥CO，a的作用保持分液漏斗和烧瓶内的气压相等，以保证分液漏斗内的液体能顺利加入烧瓶中；b装置可作安全瓶，防止液体倒吸；c为除去CO中的酸性气体，选用NaOH溶液；
（2）制备丙烯选用2-丙醇和浓硫酸；检验丙烯和少量SO₂、CO₂及水蒸气组成的混合气体各成分时，应首先选④无水CuSO₄检验水蒸气，然后用⑤品红溶液检验SO₂，并用①饱和Na₂SO₃溶液除去SO₂，然后用③石灰水检验CO₂，再用②酸性KMnO₄溶液检验丙烯；
（3）饱和NaHSO₃溶液形成沉淀，然后通过过滤即可除去；由于饱和NaHSO₃溶液是过量的，所以加入乙醚的目的是萃取溶液中的1-丁醇；1-丁醇和乙醚的沸点相差很大，因此可以利用蒸馏将其分离开．

解答 解：（1）甲酸在浓硫酸的作用下通过加热脱水即生成CO，由于甲酸易挥发，产生的CO中必然会混有甲酸，所以在收集之前需要除去甲酸，可以利用NaOH溶液吸收甲酸，最后通过浓硫酸干燥CO，为了使产生的气体能顺利的从发生装置中排出，就必需保持压强一致，因此a的作用是保持恒压；b装置可作安全瓶，防止液体倒吸；c为除去CO中的酸性气体，选用NaOH溶液，反应的离子方程式为HCOOH+OH^-=HCOO^-+H₂O，
故答案为：恒压； 液体倒吸；HCOOH+OH^-=HCOO^-+H₂O；
（2）2-丙醇通过消去反应即到达丙烯，方程式为：（CH₃）₂CHOH$→_{△}^{催化剂}$CH₂=CHCH₃↑+H₂O，检验丙烯可以用酸性KMnO₄溶液，检验SO₂可以用酸性KMnO₄溶液褪色、品红溶液或石灰水，检验CO₂可以石灰水，检验水蒸气可以无水CuSO₄，所以在检验这四种气体必需考虑试剂的选择和顺序．只要通过溶液，就会产生水蒸气，因此先检验水蒸气；然后检验SO₂并在检验之后除去SO₂，除SO₂可以用饱和Na₂SO₃溶液，最后检验CO₂和丙烯，因此顺序为④⑤①③②（或④⑤①⑤②③），
故答案为：（CH₃）₂CHOH$→_{△}^{催化剂}$CH₂=CHCH₃↑+H₂O；④⑤①③②（或④⑤①⑤②③）；
（3）饱和NaHSO₃溶液形成沉淀，然后通过过滤即可除去；由于饱和NaHSO₃溶液是过量的，所以加入乙醚的目的是萃取溶液中的1-丁醇，所以操作2为萃取分液；1-丁醇和乙醚的沸点相差很大，因此可以利用蒸馏将其分离开，所以操作1为 过滤，操作2为 萃取分液，操作3为蒸馏，
故答案为：过滤；萃取分液；蒸馏．

点评 本题考查有机物合成方案的设计，题目难度较大，综合性较强，答题时注意把握物质的分离、提纯方法，把握物质的性质的异同是解答该题的关键