Question

17．實(shí)驗(yàn)室用溴化鈉、濃硫酸和醇制備溴乙烷（CH₃CH₂Br）和1-溴丁烷（CH₃CH₂CH₂CH₂Br）的反應(yīng)原理如下
NaBr+H₂SO₄→HBr+NaHSO₄
CH₃CH₂OH+HBr?CH₃CH₂Br+H₂O
CH₃CH₂CH₂CH₂OH+HBr?CH₃CH₂CH₂CH₂Br+H₂O
可能存在的副反應(yīng)有：醇在濃硫酸的存在下脫水生成烯和醚，Br^-被濃硫酸氧化為Br₂等．有關(guān)數(shù)據(jù)列表如下：

	乙醇	溴乙烷	正丁醇	1-溴丁烷
密度/g•cm-3	0.7893	1.4604	0.8098	1.2758
沸點(diǎn)/℃	78.5	38.4	117.2	101.6

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）溴乙烷和1-溴丁烷的制備實(shí)驗(yàn)中，下列儀器最不可能用到的是減少副產(chǎn)物烯和醚的生成，防止溴離子被濃硫酸氧化為溴單質(zhì)．（填字母）
a．圓底燒瓶      b．量筒      c．溫度計(jì)     d．普通漏斗
（2）制備實(shí)驗(yàn)中常采用80%的硫酸而不用98%的濃硫酸，其主要原因是減少副產(chǎn)物烯和醚的生成，防止溴離子被濃硫酸氧化為溴單質(zhì)．
（3）在制備溴乙烷時(shí)，采用邊反應(yīng)邊蒸出產(chǎn)物的方法，這樣有利于平衡向生成溴乙烷的方向移動(dòng)（或提高乙醇的轉(zhuǎn)化率，提高溴乙烷的產(chǎn)率等）；但在制備1-溴丁烷時(shí)卻不能邊反應(yīng)邊蒸出產(chǎn)物，其原因是1-溴丁烷的沸點(diǎn)和正丁醇相差較小，正丁醇會(huì)隨1-溴丁烷同時(shí)蒸出．
（4）將制得的1-溴丁烷粗產(chǎn)品置于分液漏斗中，依次加入NaHSO₃溶液和水，振蕩、靜置后，
1-溴丁烷在下層（填“上層”、“下層”或“不分層”），加入NaHSO₃溶液的目的是除去產(chǎn)物中雜質(zhì)溴．
（5）將實(shí)驗(yàn)（4）所得的1-溴丁烷粗產(chǎn)品干燥后，進(jìn)行蒸餾操作，即可得到純凈的1-溴丁烷．
（6）某實(shí)驗(yàn)小組在制取1-溴丁烷的實(shí)驗(yàn)中所取1-丁醇（CH₃CH₂CH₂CH₂OH）7.4g．NaBr13.0g，最終制得1-溴丁烷9.6g，則1-溴丁烷的產(chǎn)率是70%．（保留2位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）在溴乙烷和1-溴丁烷的制備實(shí)驗(yàn)中，下列儀器最不可能用到的是普通漏斗；
（2）濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，能氧化溴離子為溴單質(zhì)，易發(fā)生消去反應(yīng)，濃硫酸溶解溶液溫度升高易使溴化氫揮發(fā)，據(jù)此解答即可；
（3）根據(jù)平衡移動(dòng)原理分析采用邊反應(yīng)邊蒸出產(chǎn)物的原因；根據(jù)1-溴丁烷和正丁醇的沸點(diǎn)的沸點(diǎn)大小判斷；
（4）濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，能氧化溴離子為溴單質(zhì)，易發(fā)生消去反應(yīng)，濃硫酸溶解溶液溫度升高易使溴化氫揮發(fā)；根據(jù)NaHSO₃溶液具有還原性，溴單質(zhì)具有氧化性回答；
（5）從有機(jī)混合物中獲取有機(jī)物，可以采取蒸餾的方法；
（6）依據(jù)化學(xué)方程式分析1-丁醇、NaBr反應(yīng)情況，依據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算生成的1-溴丁烷質(zhì)量，依據(jù)產(chǎn)率=$\frac{實(shí)際產(chǎn)量}{理論產(chǎn)量}$×100%計(jì)算得到．

解答 解：（1）溴乙烷和1-溴丁烷的制備實(shí)驗(yàn)中需要圓底燒瓶作反應(yīng)器，產(chǎn)物需要蒸餾，需要量筒量取液體，而漏斗一般在過(guò)濾實(shí)驗(yàn)中需要，因此最不可能用到的儀器是漏斗，故選d，
故答案為：d；
（2）濃硫酸和1-丁醇反應(yīng)發(fā)生副反應(yīng)消去反應(yīng)生成烯烴、分子間脫水反應(yīng)生成醚，稀釋后不能發(fā)生類(lèi)似反應(yīng)減少副產(chǎn)物烯和醚的生成；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；反應(yīng)需要溴化氫和1-丁醇反應(yīng)，濃硫酸溶解溶液溫度升高，使溴化氫揮發(fā)，稀釋后減少HBr的揮發(fā)，
故答案為：減少副產(chǎn)物烯和醚的生成，防止溴離子被濃硫酸氧化為溴單質(zhì)；
（3）根據(jù)題給信息知，乙醇和溴乙烷的沸點(diǎn)相差較大，采用邊反應(yīng)邊蒸出產(chǎn)物的方法，可以使平衡向生成溴乙烷的方向移動(dòng)，而1-溴丁烷和正丁醇的沸點(diǎn)相差較小，若邊反應(yīng)邊蒸餾，會(huì)有較多的正丁醇被蒸出，所以不能邊反應(yīng)邊蒸出產(chǎn)物，
故答案為：平衡向生成溴乙烷的方向移動(dòng)（或提高乙醇的轉(zhuǎn)化率，提高溴乙烷的產(chǎn)率等）；1-溴丁烷的沸點(diǎn)和正丁醇相差較小，正丁醇會(huì)隨1-溴丁烷同時(shí)蒸出；
（4）1-溴丁烷和水不能形成氫鍵所以不易溶于水，且密度大于水，所以將1-溴丁烷粗產(chǎn)品置于分液漏斗中加水，振蕩后靜置，產(chǎn)物在下層，溴單質(zhì)和NaHSO₃ 溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)，可以除去溴單質(zhì)，
故答案為：下層；除去產(chǎn)物中雜質(zhì)溴；
（5）溴乙烷和1-溴丁烷的沸點(diǎn)相差較大，可以采用蒸餾方法除去，
故答案為：蒸餾；
（6）若實(shí)驗(yàn)中所取1-丁醇、NaBr分別為7.4g、13.0g，依據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算判斷反應(yīng)情況：
CH₃CH₂CH₂CH₂OH+NaBr+H₂SO₄$\stackrel{△}{→}$CH₃CH₂CH₂CH₂Br+NaHSO₄+H₂O
74             103
7.4g           10.3g
溴化鈉過(guò)量，則1-丁醇全部反應(yīng)生成1-溴丁烷物質(zhì)的量為0.1mol，質(zhì)量=0.1mol×137g/mol=13.7g，
蒸出的粗產(chǎn)物經(jīng)洗滌、干燥后再次蒸餾得到9.6g 1-溴丁烷，產(chǎn)率=$\frac{9.6g}{13.7g}$×100%=70%，
故答案為：70%．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了1-溴丁烷的制取實(shí)驗(yàn)，題目難度中等，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹��?shí)驗(yàn)原理為解答關(guān)鍵，注意掌握制備方案設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)原則，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/p>