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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氢气、丙烯,写出化学反应方程式: ,试题及答案-解答题-云返教育
试题详情
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:
CH
3
CH=CH
2
+CO+H
2
CH
3
CH
2
CH
2
CHO
CH
3
CH
2
CH
2
CH
2
OH;
CO的制备原理:HCOOH
CO↑+H
2
O,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氢气、丙烯,写出化学反应方程式:
,
试题解答
见解析
(1)制备氢气选用锌粒和稀盐酸;制备丙烯选用2-丙醇和浓硫酸;
(2)在题给装置中,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主要是起安全瓶的作用,以防止倒吸;c为除去CO中的酸性气体,选用NaOH溶液,d为除去CO中的H
2
O,试剂选用浓硫酸;若用题给装置制备H
2
,则不需要酒精灯;
(3)检验丙烯和少量SO
2
、CO
2
及水蒸气组成的混合气体各成分时,应首先选④无水CuSO
4
检验水蒸气,然后用⑤品红溶液检验SO
2
,并用①饱和Na
2
SO
3
溶液除去SO
2
;然后用③石灰水检验CO
2
,用②酸性KMnO
4
溶液检验丙烯;
(4)题给合成正丁醛的反应为气体体积减小的放热反应,为增大反应速率和提高原料气的转化率;
(5)饱和NaHSO
3
溶液形成沉淀,然后通过过滤即可除去;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.
(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=ZnCl
2
+H
2
↑;2-丙醇通过消去反应即到达丙烯,方程式为:(CH
3
)
2
CHOH
CH
2
=CHCH
3
↑+H
2
O,故答案为:Zn+2HCl=ZnCl
2
+H
2
↑;(CH
3
)
2
CHOH
CH
2
=CHCH
3
↑+H
2
O;
(2)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.又因为甲酸易溶于水,所以必需防止液体倒流,即b的作用是防止倒吸,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;若用以上装置制备氢气,就不再需要加热,所以此时发生装置中的玻璃仪器名称是分液漏斗和蒸馏烧瓶;氢气密度小于空气的,因此要收集干燥的氢气,就只能用向下排空气法,而不能用排水法收集;
故答案为:恒压,防倒吸; NaOH溶液,浓H
2
SO
4
;分液漏斗、蒸馏烧瓶;
;
(3)检验丙烯可以用酸性KMnO
4
溶液,检验SO
2
可以用酸性KMnO
4
溶液褪色、品红溶液或石灰水,检验CO
2
可以石灰水,检验水蒸气可以无水CuSO
4
,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SO
2
并在检验之后除去SO
2
,除SO
2
可以用饱和Na
2
SO
3
溶液,最后检验CO
2
和丙烯,因此顺序为④⑤①②③(或④⑤①③②),
故答案为: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;
故答案为:b;
(5)粗品中含有正丁醛,根据所给的信息利用饱和NaHSO
3
溶液形成沉淀,然后通过过滤即可除去;由于饱和NaHSO
3
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.
故答案为:饱和NaHSO
3
溶液;过滤;萃取;蒸馏.
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气体的净化和干燥
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化学史
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第2章 元素与物质世界
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第3章 自然界中的元素
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