Question

【题目】醇分子间脱水生成醚是制备简单醚的常用方法。用硫酸作为催化剂，在不同的温度下正丁醇和硫酸作用生成的产物会有不同，因此反应需严格控制温度。

主反应

副反应

主要实验装置如图所示

主要试剂及产物的部分性质如下表所示

名称	正丁醇	正丁醚	浓硫酸
相对分子质量	74	130	98
性状	无色液体	无色液体	无色液体
相对密度	0.8098	0.7689	1.84
沸点/℃	117.7	142.4	340
溶解度/(g/100ml水)	7.7	＜0.5

实验步骤如下：

①在干燥的100mL三颈烧瓶中，放入14.8g正丁醇和4g(2.2mL)浓硫酸，摇动混合，并加入几粒沸石。按装置图，一瓶口装上温度计，温度计的水银球浸入液面以下。另一瓶口装上油水分离器（分水器），先在分水器中放置VmL水，然后将三颈烧瓶在电热套中加热，使瓶内液体微沸，开始回流。

②随反应的进行，分水器中液面增高，这是由于反应生成的水，以及未反应的正丁醇（在三颈烧瓶中会有二元或三元恒沸物）蒸出，经冷凝管冷凝后聚集于分水器内。继续加热到瓶内温度升高到135℃左右。分水器已全部被水充满时，表示反应已基本完成，约需1h。如继续加热，则溶液容易碳化变黑，并有大量副产物生成。

③反应物冷却后，把混合物连同分水器里的水一起倒入盛有一定量水的分液漏斗中，充分振荡，静置后，分出产物粗制正丁醚。用16mL5.0mol/L硫酸分2次洗涤，再用10mL水洗涤，然后加入无水氯化钙。将干燥后的产物注入蒸馏烧瓶中，收集139～142℃馏分，产量为5.6g。

请回答下列问题：

(1)在三颈烧瓶中加入几粒沸石，目的是____________。

(2)仪器a的名称是_____________。

(3)先在分水器中放置VmL水，已知分水器的容积为10mL，试计算VmL为_____mL（保留两位有效数字）。

(4)实验装置图中分水器的作用是________________________________。

(5)反应温度不易过高，溶液容易碳化变黑，并有大量副产物_____________生成。

(6)实验过程中需用5.0mol/L硫酸分2次洗涤正丁醚，用浓硫酸配制5.0mol/L硫酸溶液时，定容的操作方法为___________________________________。

(7)在③步骤中用10mL水洗涤的目的是_________。

(8)本实验最终获得5.6g正丁醚，则产率为_________（保留三位有效数字）。

Answer 1

【答案】防止混合液受热暴沸 球形冷凝管 8.2 分离出水，使生成醚的可逆反应正向移动,由于正丁醇和正丁醚的密度比水小，在水的上层，会自动回流到三颈烧瓶中，提高反应物的转化率和产品的产率 1-丁烯 用玻璃棒引流向容量瓶中加蒸馏水至距离刻度线1～2cm处，改用胶头滴管滴加蒸馏水至凹液面最低点与刻度线相切 除硫酸 43.1％

【解析】

醇分子间脱水生成醚是，用硫酸作为催化剂，产物难溶于水，且与反应物沸点相差较大，故采用蒸馏、分液的操作得到粗品。依据实验基本操作分析，沸石防暴沸，冷凝管起到冷凝作用；依据丁醇加热反应生成丁醚的化学方程式，计算生成水的量，结合题干分水器被水充满计算加入的水的体积。

(1)在三颈烧瓶中加入几粒沸石，目的是防止混合液受热暴沸。

(2)根据仪器结构，仪器a的名称是球形冷凝管。

(3)先在分水器中放置VmL水，已知分水器的容积为10mL，14.8g正丁醇的物质的量为0.2mol，根据反应，理论生成水0.1mol，即1.8g；根据纯水的密度为1.0g/mL，生成水的体积为1.8mL， VmL为10mL-1.8mL=8.2mL。

(4)实验装置图中分水器的作用是分离出水，使生成醚的可逆反应正向移动，由于正丁醇和正丁醚的密度比水小，在水的上层，会自动回流到三颈烧瓶中，提高反应物的转化率和产品的产率。

(5)根据题干，副反应方程为，反应温度不易过高，溶液容易碳化变黑，并有大量副产物1-丁烯生成。

(6)实验过程中需用5.0mol/L硫酸分2次洗涤正丁醚，用浓硫酸配制5.0mol/L硫酸溶液时，定容的操作方法为用玻璃棒引流向容量瓶中加蒸馏水至距离刻度线1～2cm处，改用胶头滴管滴加蒸馏水至凹液面最低点与刻度线相切。

(7)实验先用硫酸洗涤，故在③步骤中用10mL水洗涤的目的是除硫酸。

(8) 14.8g正丁醇的物质的量为0.2mol，根据反应，理论上产物应为0.1mol，即获得正丁醚13g，本实验最终获得5.6g正丁醚，则产率为=43.1％。