Question

【題目】下圖是實(shí)驗(yàn)室制備溴乙烷的裝置(已知溴乙烷的沸點(diǎn)38.4℃)。步驟如下:

①檢查裝置的氣密性,向裝置圖所示的U形管和大燒杯中加入冰水;

②在圓底燒瓶中加入10mL95%乙醇(密度為0.789g/cm3)、28mL78%濃硫酸,然后加入研細(xì)的23g溴化鈉和幾粒碎瓷片;

③小心加熱,使其充分反應(yīng)。

已知:NaBr+H2SO4=HBr+NaHSO4

請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

(1)寫(xiě)出燒瓶中制備溴乙烷的化學(xué)方程式___________________________________。

(2)在大燒杯加入冰水的作用是____________________________________。溴乙烷的水溶性小于乙醇的水溶性,其原因是_________________________。反應(yīng)一段時(shí)間后，U型管內(nèi)可觀察到的現(xiàn)象是___________________________。

(3)反應(yīng)時(shí)若溫度過(guò)高會(huì)有副反應(yīng)發(fā)生，寫(xiě)出發(fā)生有機(jī)副反應(yīng)的化學(xué)方程式________。(任寫(xiě)一個(gè))

(4)反應(yīng)結(jié)束后，U形管中粗制的溴乙烷呈棕黃色。為了除去粗產(chǎn)品中的雜質(zhì),最好選擇下列試劑中的__________(填序號(hào))

A.H2O B.CCl4 C.Na2SO3溶液 D.NaOH溶液

除雜所需的主要玻璃儀器是__________________(填儀器名稱)。要進(jìn)一步制得純凈的溴乙烷，可再用水洗，然后加入無(wú)水CaCl2，再進(jìn)行_________________(填操作名稱)。

(5)最后制得溴乙烷產(chǎn)品14.2g，求上述實(shí)驗(yàn)中溴乙烷的產(chǎn)率為____________

Answer 1

【答案】CH3CH2OH+HBr CH3CH2Br+H2O 冷卻生成的溴乙烷，防止生成的溴乙烷揮發(fā) 乙醇可與H2O分子間形成氫鍵,而溴乙烷不能 有油狀液體生成 CH3CH2OH CH2=CH2+H2O或2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3+H2O C 分液漏斗 蒸餾 80%

【解析】

從反應(yīng)原理來(lái)看，溴化鈉與濃硫酸反應(yīng)生成HBr，乙醇與溴化氫發(fā)生取代反應(yīng)生成溴乙烷。從題給的溴乙烷沸點(diǎn)數(shù)據(jù)可知要加入冰水進(jìn)行溴乙烷的收集。溴乙烷中混有的雜質(zhì)為溴單質(zhì)，除雜試劑的選擇，要考慮利用各物質(zhì)的性質(zhì)差異。

(1)已知:NaBr+H2SO4=HBr+NaHSO4，則燒瓶中的溴化氫和乙醇反應(yīng)生成溴乙烷，化學(xué)方程式為：CH3CH2OH+HBr CH3CH2Br+H2O；

(2)已知溴乙烷的沸點(diǎn)38.4℃，加熱時(shí)生成的溴乙烷被蒸餾出來(lái)，故U形管外冰水的作用是使其冷卻，減少溴乙烷揮發(fā)；乙醇可以與水形成分子間氫鍵而溴乙烷不能，所以溴乙烷的水溶性小于乙醇的水溶性；溴乙烷為無(wú)色油狀液體，則U型管內(nèi)的現(xiàn)象是：有油狀液體生成；

(3)溫度過(guò)高會(huì)產(chǎn)生乙烯或者乙醚，化學(xué)方程式為：

CH3CH2OH CH2=CH2+H2O或2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3+H2O；

(4) 溴乙烷溶解溴單質(zhì)的能力強(qiáng)于水，不選擇水，A項(xiàng)排除；

四氯化碳與溴和溴乙烷相互溶解，無(wú)法除去溴單質(zhì)，B項(xiàng)排除；

亞硫酸鈉與溴單質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，可除去溴單質(zhì)，C項(xiàng)正確；

主要成分溴乙烷能和氫氧化鈉水溶液能發(fā)生水解反應(yīng)，D項(xiàng)排除；綜上選擇C項(xiàng)；

分液所需的主要玻璃儀器是分液漏斗；經(jīng)氯化鈣干燥后溴乙烷中含有一定量的乙醇、乙醚等有機(jī)物雜質(zhì)，可以利用其沸點(diǎn)的差異，可采用蒸餾法分離；

(5)乙醇和溴化氫1：1反應(yīng)。分別計(jì)算乙醇與溴化鈉的物質(zhì)的量:n(C2H5OH)=0.789 g/cm3×10 mL×0.95÷46g/mol=0.16mol，n(NaBr)=23g÷103g/mol=0.22mol，得乙醇的量小于溴化鈉的量，所以計(jì)算產(chǎn)率選擇乙醇的量進(jìn)行計(jì)算。理論可生成溴乙烷的質(zhì)量為：0.16mol×109g/mol=17.44g，實(shí)際生成溴乙烷質(zhì)量為14.2g，所以產(chǎn)率為：14.2g÷17.44g≈80％。