Question

11．實驗室用乙醇、濃硫酸和溴化鈉反應來制備溴乙烷，其反應原理和實驗的裝置如下（反應需要加熱，圖中省去了加熱裝置）：H₂SO₄（濃）+NaBr$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NaHSO₄+HBr↑．CH₃CH₂OH+HBr$\stackrel{△}{→}$CH₃CH₂Br+H₂O．有關(guān)數(shù)據(jù)見表：

	乙醇	溴乙烷	溴
狀態(tài)	無色液體	無色液體	深紅色液體
密度/（g•cm-3）	0.79	1.44	3.1
沸點/℃	78.5	38.4	59

（1）A裝置的名稱是三頸燒瓶．
（2）實驗中用滴液漏斗代替分液漏斗的優(yōu)點為平衡壓強，使?jié)饬蛩犴樌�流下�?br />（3）給A加熱溫度過高或濃硫酸的濃度過大，均會使C中收集到的粗產(chǎn)品呈橙色，原因是A中發(fā)生了副反應，寫出此反應的化學方程式2HBr+H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Br₂↑+SO₂↑+2H₂O．
（4）給A加熱的目的是升高溫度加快反應速率，同時使生成的溴乙烷氣化分離出來促進平衡移動，F(xiàn)接橡皮管導入稀NaOH溶液，其目的主要是吸收SO₂、Br₂、HBr防止空氣污染．
（5）圖中C中的導管E的末端須在水面以下，其目的是使溴乙烷充分冷凝，提高產(chǎn)率．
（6）為了除去產(chǎn)品中的主要雜質(zhì)，最好選擇下列C（選填序號）溶液來洗滌所得粗產(chǎn)品．
A．氫氧化鈉 　   B．碘化鉀 　  C．亞硫酸鈉 　  D．碳酸氫鈉
（7）粗產(chǎn)品用上述溶液洗滌、分液后，再經(jīng)過蒸餾水洗滌、分液，然后加入少量的無水硫酸鎂固體，靜置片刻后過濾，再將所得濾液進行蒸餾，收集到的餾分約10.0g．
①在上述提純過程中每次分液時產(chǎn)品均從分液漏斗的下口（上口或下口）取得．
②從乙醇的角度考慮，本實驗所得溴乙烷的產(chǎn)率是53.3%．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)裝置圖可知A儀器的名稱；
（2）滴液漏斗可以使漏斗的上方和下方的壓強相等，使?jié)饬姿犴樌�流下�?br />（3）在溫度過高或濃硫酸的濃度過大的情況下，濃硫酸與溴化氫發(fā)生氧化還原反應生成溴和二氧化硫，會使收集到的粗產(chǎn)品呈橙色；
（4）給A加熱可以加快反應速率蒸出溴乙烷；實驗中產(chǎn)生的二氧化硫、溴化氫、溴等可以用稀NaOH溶液吸收；
（5）通過E的末端插入水面以下冷卻減少溴乙烷的揮發(fā)；
（6）根據(jù)溴乙烷和溴的性質(zhì)，逐一分析能夠和溴化氫反應且不能和溴乙烷反應試劑，注意除雜不能引進新的雜質(zhì)；
（7）①溴乙烷的密度大于水，所以分液都是從分液漏斗的下口放出；
②10mL乙醇的質(zhì)量為0.79×10g=7.9g，其物質(zhì)的量為0.172mol，所以理論制得溴乙烷的物質(zhì)的量為0.172mol，其質(zhì)量為18.75g，根據(jù)產(chǎn)率=$\frac{實際產(chǎn)量}{理論產(chǎn)量}$×100%計算．

解答 解：（1）根據(jù)裝置圖可知A儀器的名稱為三頸燒瓶，
故答案為：三頸燒瓶；
（2）滴液漏斗可以使漏斗的上方和下方的壓強相等，使?jié)饬姿犴樌�流下，而分液漏斗沒有這個功能，
故答案為：平衡壓強，使?jié)饬蛩犴樌�流下�?br />（3）在溫度過高或濃硫酸的濃度過大的情況下，濃硫酸與溴化氫發(fā)生氧化還原反應生成溴和二氧化硫，會使收集到的粗產(chǎn)品呈橙色，反應方程式為2HBr+H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Br₂↑+SO₂↑+2H₂O，
故答案為：2HBr+H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Br₂↑+SO₂↑+2H₂O；
（4）加熱的目的是加快反應速率，溫度高于38.4°C溴乙烷全部揮發(fā)蒸餾出來，實驗中產(chǎn)生的二氧化硫、溴化氫、溴等會污染空氣，所以可以用稀NaOH溶液吸收；
故答案為：升高溫度加快反應速率，同時使生成的溴乙烷氣化分離出來促進平衡移動；吸收SO₂、Br₂、HBr防止空氣污染；
（5）導管E的末端須在水面以下，通過冷卻得到溴乙烷，減少溴乙烷的揮發(fā)，提高產(chǎn)率；
故答案為：使溴乙烷充分冷凝，提高產(chǎn)率；
（6）A．氫氧化鈉，加氫氧化鈉會引起溴乙烷水解，故A錯誤；
B．除去溴乙烷中的少量雜質(zhì)Br₂，加碘化鉀會引入碘單質(zhì)雜質(zhì) 故B錯誤；     
C．加亞硫酸鈉只與溴反應不與溴乙烷反應，故c正確；
D．碳酸氫鈉溶液呈堿性，和溴單質(zhì)、溴乙烷反應，故D錯誤；
故選C；
（7）①溴乙烷的密度大于水，所以分液都是從分液漏斗的下口放出，
故答案為：下口；
②10mL乙醇的質(zhì)量為0.79×10g=7.9g，其物質(zhì)的量為0.172mol，所以理論制得溴乙烷的物質(zhì)的量為0.172mol，其質(zhì)量為18.75g，所以溴乙烷的產(chǎn)率=$\frac{10.0g}{18.75g}$×100%=53.3%，
故答案為：53.3%．

點評 本題考查有機物制備實驗，涉及實驗室HBr的制備、物質(zhì)的分離提純、對操作與原理的分析評價等，綜合考查學生實驗分析的能力、知識遷移運用能力，題目難度中等．