正丁醚的制备

正丁醚常用作有机反应的溶剂。实验室制备正丁醚的主要实验装置如下图：

反应物和产物的相关数据如下

合成正丁醚的步骤：
①将6 mL浓硫酸和37 g正丁醇，按一定顺序添加到A中，并加几粒沸石。
②加热A中反应液，迅速升温至135℃，维持反应一段时间。分离提纯：
③待A中液体冷却后将其缓慢倒入盛有70 mL水的分液漏斗中，振摇后静置，分液得粗产物。
④粗产物依次用40 mL水、20 mL NaOH溶液和40 mL水洗涤，分液后加入约3 g无水氯化钙颗粒，静置一段时间后弃去氯化钙。
⑤将上述处理过的粗产物进行蒸馏，收集馏分，得纯净正丁醚11 g。   
请回答：
（1）步骤①中浓硫酸和正丁醇的添加顺序为______________________________。
写出步骤②中制备正丁醚的化学方程式______________________________。
（2）加热A前，需先从__________（填“a”或“b”）口向B中通入水。
（3）步骤③的目的是初步洗去                         ，振摇后静置，粗产物应从分液漏斗的   （填“上”或“下”）口分离出。
（4）步骤④中最后一次水洗的目的为______________________________。
（5）步骤⑤中，加热蒸馏时应收集__________（填选项字母）左右的馏分。
a．100℃       b． 117℃      c． 135℃   d．142℃
（6）反应过程中会观察到分水器中收集到液体物质，且分为上下两层，随着反应的进行，分水器中液体逐渐增多至充满时，上层液体会从左侧支管自动流回A。分水器中上层液体的主要成分为__________，下层液体的主要成分为__________。（填物质名称）
（7）本实验中，正丁醚的产率为__________。

（1）先加正丁醇，再加浓H₂SO₄或将浓H₂SO₄滴加到正丁醇中

（2）b
（3）浓H₂SO₄   上
（4）洗去有机层中残留的NaOH及中和反应生成的盐Na₂SO₄
（5）d
（6）正丁醇    水
（7）33.85%

试题分析：（1）步骤①中浓硫酸和正丁醇的添加顺序为先加正丁醇，再加浓H ₂ SO ₄ 。步骤②中制备正丁醚是利用正丁醇的分子间脱水反应得到，方程式为 ；（2）冷凝管应从下口进水，故需先从b口向B中通入水；（3）步骤③水洗的目的是初步洗去浓H ₂ SO ₄ ，振摇后静置，粗产物应从分液漏斗的上口分离出；（4）步骤④中最后一次水洗的目的为洗去有机层中残留的NaOH及中和反应生成的盐Na₂SO ₄ ；（5）因为正丁醚的沸点为142℃，故步骤⑤中，加热蒸馏时应收集142℃左右的馏分，选d；（6）正丁醇易挥发，且不溶于水，密度小于水，故上层应为正丁醇，下层为水；（7）按照方程式37 g正丁醇可得到正丁醚32.5g，故正丁醚的产率为11g/32.5g = 33.85%。

实验室常用苯甲醛在浓氢氧化钠溶液中制备苯甲醇和苯甲酸，反应式如下：

已知：
①苯甲酸在水中的溶解度为：0.18g（4℃）、0.34g（25℃）、0.95g（60℃）、6.8g（95℃）．
②乙醚沸点34.6℃，密度0.7138，易燃烧，当空气中含量为1.83～48.0%时易发生爆炸．
③石蜡油沸点高于250℃

实验步骤如下：
①向图l 所示装置中加入8g氢氧化钠和30mL水，搅拌溶解．稍冷，加入10mL苯甲醛．开启搅拌器，调整转速，使搅拌平稳进行．加热回流约40min．
②停止加热，从球形冷凝管上口缓缓加入冷水20mL，摇动均匀，冷却至室温．反应物冷却至室温后，用乙醚萃取三次，每次10mL．水层保留待用．合并三次萃取液，依次用5mL饱和亚硫酸氢钠溶液洗涤，10mL 10%碳酸钠溶液洗涤，10mL水洗涤，分液，水层弃去，所得醚层进行实验③．
③将分出的醚层，倒入干燥的锥形瓶，加无水硫酸镁，注意锥形瓶上要加塞．将锥形瓶中溶液转入图2 所示蒸馏装置，先缓缓加热，蒸出乙醚；蒸出乙醚后必需改变加热方式，升温至140℃时应对水冷凝管冷凝方法调整，继续升高温度并收集203℃～205℃的馏分得产品A．
④实验步骤②中保留待用水层慢慢地加入到盛有30mL浓盐酸和30mL水的混合物中，同时用玻璃棒搅拌，析出白色固体．冷却，抽滤，得到粗产品，然后提纯得产品B．
根据以上步骤回答下列问题：
（1）步骤②萃取时用到的玻璃仪器除了烧杯、玻璃棒外，还需分液漏斗

（仪器名称），实验前对该仪器进行检漏操作，方法是向分液漏斗加少量水，检查旋塞芯外是否漏水，将漏斗倒转过来，检查玻璃塞是否漏水，待确认不漏水后方可使用

（2）饱和亚硫酸氢钠溶液洗涤是为了除去未反应完的苯甲醛

，而用碳酸钠溶液洗涤是为了除去醚层中极少量的苯甲酸．醚层中少量的苯甲酸是从水层转移过来的，请用离子方程式说明其产生原因

（3）步骤③中无水硫酸镁是干燥（吸收水分）剂；产品A为苯甲醇

（4）蒸馏除乙醚的过程中采用的加热方式为水浴加热；蒸馏得产品A加热方式是石蜡油油浴加热；蒸馏温度高于140℃时应改用空气冷凝管冷凝．
（5）提纯产品B 所用到的实验操作为重结晶

实验室常用苯甲醛在浓氢氧化钠溶液中制备苯甲醇和苯甲酸，反应式如下：

已知：
①苯甲酸在水中的溶解度为：0.18g（4℃）、0.34g（25℃）、0.95g（60℃）、6.8g（95℃）
②乙醚沸点34.6℃，相对密度0.7138，易燃烧，当空气中含量为1.83～48.0%时易发生爆炸．

实验步骤如下：
①向图1所示装置中加入8g氢氧化钠和30mL水，搅拌溶解．稍冷，加入10mL新蒸过的苯甲醛．开启搅拌器，调整转速，使搅拌平稳进行．加热回流约40min．
②停止加热，从球形冷凝管上口缓缓加入冷水20mL，摇动均匀，冷却至室温．反应物冷却至室温后，倒入分液漏斗，用乙醚萃取三次，每次10mL．水层保留待用．合并三次萃取液，依次用5mL饱和亚硫酸氢钠溶液洗涤，10mL 10%碳酸钠溶液洗涤，10mL水洗涤．
③分出醚层，倒入干燥的锥形瓶，加无水硫酸镁，注意锥形瓶上要加塞．将锥形瓶中溶液转入图2所示蒸馏装置，缓缓加热蒸馏除去乙醚．当温度升到140℃时改用空气冷凝管，收集198℃～204℃的馏分得产品A．将萃取后的水溶液慢慢地加入到盛有30mL浓盐酸和30mL水的混合物中，同时用玻璃棒搅拌，析出白色固体．冷却，过滤，得到粗产品，然后提纯得产品B．
根据以上步骤回答下列问题：
（1）步骤①中所加的苯甲醛为什么要是新蒸过的？保存时间较长的苯甲醛已部分氧化成苯甲酸会使苯甲醇的产量相对减少

（2）步骤②萃取时用到的玻璃仪器有烧杯、分液漏斗，饱和亚硫酸氢钠溶液洗涤是为了除去未反应完的苯甲醛，而碳酸钠溶液洗涤是为了除去醚层中极少量的苯甲酸

（3）步骤③中无水硫酸镁的作用是干燥剂，将锥形瓶中溶液转入图2所示蒸馏装置时涉及的实验操作为过滤

（4）产品A为苯甲醇，蒸馏除去乙醚的过程中采用的加热方式为水浴加热．提纯产品B所用到的实验操作为重结晶

 

第二篇：实验十一 正丁醚的制备

实验十一   正丁醚的制备

一、实验目的

  1、掌握醇分子间脱水制备醚的反应原理和实验方法。

  2、学习使用分水器的实验操作。

二、实验原理

为从可逆反应中获得较好收率，常采用的方法有两种：①使廉价的原料过量；②使反应产物之一生成后立即脱离反应区。本实验不存在第①种方法，只能采用第②种方法使生成的水迅速脱离反应区，故采用一边反应一边蒸出生成水的方法。

副反应： 

  

物理常数：

三、药品和仪器

药品：正丁醇，浓硫酸，无水氯化钙，5%氢氧化钠，饱和氯化钙

仪器：50ml三口瓶，球形冷凝管，分水器，温度计，分液漏斗，25ml蒸馏瓶。 

四、实验装置（如图）

 

五、实验操作 

在50ml三口烧瓶中，加入13.5ml正丁醇、2.5ml浓硫酸和几粒沸石，摇匀后，一口装上温度计，温度计插入液面以下，另一口装上分水器，分水器的上端接一回流冷凝管。先在分水器内放置(V－1.7)ml水，另一口用塞子塞紧。然后将三口瓶放在石棉网上小火加热至微沸，进行分水。反应中产生的水经冷凝后收集在分水器的下层，上层有机相积至分水器支管时，即可返回烧瓶。大约经1.5h后，三口瓶中反应液温度可达134一136℃。当分水器全部被水充满时停止反应。若继续加热，则反应液变黑并有较多副产物烯生成。

将反应液冷却到室温后倒人盛有25mI水的分液漏斗中，充分振摇，静置后弃去下层液体。上层粗产物依次用12ml水、8ml 5％氢氧化钠溶液、8ml水和8ml饱和氮化钙溶液洗涤，用1g无水氯化钙干燥。干燥后的产物滤入25ml蒸馏瓶中蒸馏，收集140—144^οC馏分，产量3.0-4.0g。

纯正丁醚的沸点142.4^οC， n_D²⁰1.3992

六、实验注意事项

1.加入硫酸后须振荡，以使反应物混合均匀。

2.在分水器中预先加水,其水面低于分水器回流支管下沿3～5 mm（加水量须计量）,以保证醇能及时回到反应体系继续参加反应。本实验根据理论计算失水体积为1.5ml，故分水器放满水后先放掉约1.7ml水。注意：只要水不回流到反应体系中就不要放水。

3、制备正丁醚的较宜温度是130一140℃，但开始回流时，这个温度很难达到，因为正丁醚可与水形成共沸点物(沸点94.1℃含水33.4%)；另外，正丁醚与水及正丁醇形成三元共沸物(沸点90.6℃，含水29.9%，正丁醇34.6%)，正丁醇也可与水形成共沸物(沸点93℃，含水44.5%)，故应在100—115℃之间反应半小时之后可达到130℃以上。

4、在碱洗过程中，不要太剧烈地摇动分液漏斗，否则生成乳浊液，分离困准。一旦形成乳浊液，可加入少量食盐等电解质或水，使之分层。

5、正丁醇溶在饱和氯化钙溶液中，而正丁醚微溶。

七、思考题

1、如何得知反应已经比较完全？

2、反应物冷却后为什么要倒入25ml水中？各步的洗涤目的何在？

3、能否用本实验方法由乙醇和2-丁醇制备乙基仲丁基醚？你认为用什么方法比较好？

®反应终点判断：

®①出水量2.5ml左右；

®②反应时间50~60分钟；

?③温度140℃（出水量不足可  放宽1~2℃）；

®④反应液桔黄（或棕色）；

®⑤阵发性白雾（轻微分解）。

®4．液体粗产物的分离纯化

®●分液漏斗的使用

             

®①领取——检查（取出纸片）——涂油——放置——握持—— 摇振——放气

®②判断油层和水层：从下层放出1~2滴液体于盛有1ml水的试 管中摇振后静置，观察是否分层——两层都要保留，直至得到最终产物。

®③分液——下层下出，上层上出——最后一次宁可丢掉半 滴粗产物也不带进半滴水

®④破乳——静置、盐析、过滤、改变pH值

●        液体的干燥（无水氯化钙约1.5g）。

● 

®①锥瓶，密封；

®②时间——半小时以上；

®③用量判断——棱角或粘连情况；

®④过滤——伞形滤纸

●蒸馏：选瓶规格；温度计安装高度；冷凝管的选择