Question

8．醇與氫鹵酸反應(yīng)是制備鹵代烴的重要方法．實驗室制備溴乙烷的裝置如圖所示，試管d中裝有少量蒸餾水．已知溴乙烷的沸點(diǎn)為38.4℃，密度為1.43g/mL；可能存在的副反應(yīng)有：加熱反應(yīng)過程中反應(yīng)混合物會呈現(xiàn)黃色甚至紅棕色；醇在濃硫酸的存在下脫水生成烯和醚等．實驗步驟中：在圓底燒瓶中加入10g乙醇、足量濃硫酸，然后加入研細(xì)的20.6g溴化鈉和幾粒碎瓷片．
（1）加入碎瓷片的作用是防止液體暴沸．
（2）小火加熱，在燒瓶中發(fā)生的主要反應(yīng)有
①NaBr+H₂SO₄═NaHSO₄+HBr    ②CH₃CH₂OH+HBr$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CH₃CH₂Br+H₂O；
（3）冷水的作用冷卻溴乙烷由氣態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)；d試管中的現(xiàn)象分層，下層為油狀液體．
（4）用這種方法制取的溴乙烷中的含少量雜質(zhì)Br₂，欲除去溴代烷中的少量雜質(zhì)Br₂，下列供選試劑中最適合的是C．
A．NaI溶液  B．NaOH溶液   C．Na₂SO₃溶液  D．KCl溶液
（5）安全瓶b可以防止倒吸，并可以檢查實驗進(jìn)行時試管d是否發(fā)生堵塞．請寫出發(fā)生堵塞時瓶b中的現(xiàn)象直導(dǎo)管中有一段水柱．
（6）制備操作中，加入的濃硫酸必需進(jìn)行適當(dāng)?shù)南♂�，其目的是ABC．
A．減少副產(chǎn)物烯和醚的生成      B．減少Br₂的生成
C．減少HBr的揮發(fā)              D．水是反應(yīng)的催化劑
（7）經(jīng)過分離、提純干燥后，該實驗最終得到8.7g溴乙烷，則本實驗溴乙烷的產(chǎn)率為40%．

Answer 1

分析 （1）加入碎瓷片可防止液體暴沸；
（2）燒瓶中發(fā)生的反應(yīng)有：溴化鈉與硫酸反應(yīng)生成硫酸氫鈉和溴化氫、乙醇與溴化氫反應(yīng)生成溴乙烷和水，據(jù)此寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（3）已知溴乙烷的沸點(diǎn)為38.4°C，冷水可以將溴乙烷蒸氣變成液態(tài)溴乙烷；根據(jù)溴乙烷不溶于水、密度大于水進(jìn)行分析；
（4）根據(jù)溴乙烷和溴的性質(zhì)，逐一分析能夠和溴化氫反應(yīng)且不能和溴乙烷反應(yīng)試劑，注意除雜不能引進(jìn)新的雜質(zhì)；
（5）當(dāng)d堵塞時，氣體不暢通，則在b中氣體產(chǎn)生的壓強(qiáng)將水壓入直玻璃管中，甚至溢出玻璃管；
（6）加入水可以降低濃硫酸濃度，減少副反應(yīng)的發(fā)生；減少溴的揮發(fā)；減少溴化氫的揮發(fā)等，據(jù)此進(jìn)行解答；
（7）根據(jù)20.6g溴化鈉的質(zhì)量計算出理論上生成溴乙烷的物質(zhì)的量，然后根據(jù)實際產(chǎn)生的溴乙烷的量計算出產(chǎn)率．

解答 解：（1）加入少量碎瓷片或者沸石，形成溶液的爆沸中心，防止液體爆沸，故答案為：防止液體暴沸；
（2）根據(jù)加入的反應(yīng)物可知，燒瓶中發(fā)生的反應(yīng)為：①溴化鈉與硫酸反應(yīng)生成硫酸氫鈉和溴化氫，反應(yīng)的方程式為：NaBr+H₂SO₄=NaHSO₄+HBr、②乙醇與溴化氫反應(yīng)生成溴乙烷和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH₃CH₂OH+HBr→CH₃CH₂Br+H₂O，
故答案為：CH₃CH₂OH+HBr→CH₃CH₂Br+H₂O；
（3）溴乙烷的沸點(diǎn)為38.4°C，通過冷水可以冷卻溴乙烷，將溴乙烷由氣態(tài)變成液態(tài)；由于溴乙烷不溶于水，所以冷卻后混合液體會分層，溴乙烷密度大于水，在混合液的下層有油狀液體，
故答案為：冷卻溴乙烷由氣態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)；分層，下層為油狀液體；
（4）A．NaI和溴單質(zhì)反應(yīng)，但生成的碘單質(zhì)會混入，故A錯誤；
B．溴單質(zhì)和氫氧化鈉反應(yīng)，溴代烷也和NaOH溶液中水解反應(yīng)，故B錯誤；
C．溴單質(zhì)和Na₂SO₃溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)，可以除去溴單質(zhì)，故C正確；
D．KCl和溴單質(zhì)不反應(yīng)，不能除去溴單質(zhì)，故D錯誤；
故答案為：C；
（5）通過觀察實驗裝置，可知b是安全瓶防止液體倒吸．錐形瓶的水中插有一直玻璃管，主要作用是檢查試管c是否堵塞．當(dāng)d堵塞時，氣體不暢通，則在b中氣體產(chǎn)生的壓強(qiáng)將水壓入直玻璃管中，甚至溢出玻璃管，
故答案為：直導(dǎo)管中有一段水柱；
（6）該進(jìn)行尾氣吸收，所以裝置e中氫氧化鈉溶液的作用是吸收HBr等氣體，防止大氣污染，
故答案為：吸收HBr等氣體，防止大氣污染；
A．乙醇在濃硫酸作用下反應(yīng)發(fā)生消去反應(yīng)生成烯烴、分子間脫水反應(yīng)生成醚，稀釋后減少了生成的副產(chǎn)物烯和醚，故A正確；
B．濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，能將溴離子氧化為溴單質(zhì)，稀釋濃硫酸后能減少Br₂的生成，故B正確；
C．反應(yīng)需要溴化氫和乙醇反應(yīng)，濃硫酸溶解會使溫度升高，使溴化氫揮發(fā)，稀釋后減少HBr的揮發(fā)，故C正確；
D．水在制取溴乙烷的反應(yīng)中為反應(yīng)產(chǎn)物，不是該反應(yīng)的催化劑，故D錯誤；
故答案為：ABC；
（7）10g乙醇的物質(zhì)的量為$\frac{10}{46}$=0.22mol
20.6g溴化鈉的物質(zhì)的量為$\frac{20.6}{103}$=0.2mol，應(yīng)以溴化鈉的質(zhì)量為準(zhǔn)進(jìn)行計算；根據(jù)反應(yīng)原理可知
CH₃CH₂OH+HBr$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CH₃CH₂Br+H₂O
理論上生成溴乙烷的物質(zhì)的量為0.2mol；
實際上生成溴乙烷的物質(zhì)的量為$\frac{8.7}{109}$=0.08mol，溴乙烷的產(chǎn)率為：$\frac{0.08mol}{0.2mol}$×100%≈40%，
故答案為：40%．

點(diǎn)評 本題考查了制備實驗方案的設(shè)計、溴乙烷的制取方法，題目難度中等，明確物質(zhì)的性質(zhì)及實驗原理是設(shè)計實驗的前提，同時考查了學(xué)生分析問題、解決問題的能力．