Question

（每空2分，共16分）某研究性学习小组为合成1－丁醇，查阅资料得知一条合成路线：
CH₃CH===CH₂＋CO＋H₂CH₃CH₂CH₂CHOCH₃CH₂CH₂CH₂OH：
CO的制备原理：HCOOHCO↑＋H₂O，并设计出原料气的制备装置(如图)。

请填写下列空白：
(1)实验室现有锌粒、稀硝酸、稀盐酸、浓硫酸、2－丙醇，从中选择合适的试剂制备丙烯。写出化学方程式： ____________________________________________________________________________。
(2)若用以上装置制备H₂，在虚线框内画出收集干燥H₂的装置图。
(3)制丙烯时，还产生少量SO₂、CO₂及水蒸气，该小组用以下试剂检验这四种气体，混合气体通过试剂的顺序是________(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
(4)合成正丁醛的反应为正向放热的可逆反应，为增大反应速率和提高原料气的转化率，你认为应该采用的适宜反应条件是________。
a．低温、高压、催化剂                    b．适当的温度、高压、催化剂
c．常温、常压、催化剂                    d．适当的温度、常压、催化剂
(5)正丁醛经催化加氢得到含少量正丁醛的1－丁醇粗品，为纯化1－丁醇，该小组查阅文献得知：①R—CHO＋NaHSO₃(饱和)→RCH(OH)SO₃Na↓ ；②沸点：乙醚34℃，1－丁醇118℃，并设计出如下提纯路线：

试剂1为________，操作1为________，操作2为________，操作3为________。

Answer 1

（1）
（2）   
(3)④⑤①②③(或④⑤①③②)       (4)b
(5)饱和NaHSO₃溶液　过滤　萃取　蒸馏

试题分析：：（1）氢气可用活泼金属锌与非氧化性酸盐酸通过置换反应制备，氧化性酸如硝酸和浓硫酸与锌反应不能产生氢气，方程式为Zn+2HCl＝ZnCl₂+H₂↑；2-丙醇通过消去反应即到达丙烯，方程式为：(CH₃)₂CHOHCH₂＝CHCH₃↑+H₂O；（2）由于氢气的密度比空气小，故用向下排空气法；（3）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④⑤①②③（或④⑤①③②）；
（4）由于反应是一个体积减小的可逆反应，所以采用高压，有利于增大反应速率和提高原料气的转化率；正向反应是放热反应，虽然低温有利于提高原料气的转化率，但不利于增大反应速率，因此要采用适当的温度；催化剂不能提高原料气的转化率，但有利于增大反应速率，缩短到达平衡所需要的时间，故正确所选项是b；（5）粗品中含有正丁醛，根据所给的信息利用饱和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。因为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。
点评：这是一道综合性比较强的题，包含了常见有机转换、化学反应速率、气体检验等，难度不大。