Question

13．已知：CH₃CH₂OH+NaBr+H₂SO₄（濃）$\stackrel{△}{→}$ CH₃CH₂Br+NaHSO₄+H₂O．實(shí)驗(yàn)室制備溴乙烷（沸點(diǎn)為38.4℃）的裝置如圖1：圓底燒瓶中加入10mL95%乙醇、28mL濃硫酸，然后加入研細(xì)的10.3g溴化鈉和幾粒碎瓷片，小火加熱，使NaBr充分反應(yīng)．

（1）反應(yīng)時若溫度過高會降低溴乙烷的產(chǎn)率，原因是溴乙烷的沸點(diǎn)低易揮發(fā)；也可看到有紅棕色氣體產(chǎn)生，該氣體的化學(xué)式為Br₂．為避免溫度過高，宜采用水浴加熱．
（2）反應(yīng)結(jié)束后，U形管中粗制的溴乙烷呈棕黃色．為了除去其中的雜質(zhì)，最好選用下列試劑中的A（填序號）．A．Na₂SO₃溶液      B．H₂O    C．NaOH溶液   D．CCl₄
（3）溴乙烷在NaOH水溶液和NaOH乙醇溶液發(fā)生不同類型的反應(yīng)，生成不同的產(chǎn)物，用如圖2所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：
該實(shí)驗(yàn)的目的是驗(yàn)證生成的氣體是乙烯（或驗(yàn)證溴乙烷與NaOH發(fā)生消去反應(yīng)的產(chǎn)物）．盛水的試管（裝置）的作用是除去揮發(fā)出來的乙醇蒸氣．
（4）為檢驗(yàn)溴乙烷中的溴元素，正確的操作順序是：取少量溴乙烷，然后④①⑤③②④①⑤③②（填序號）．
①加熱   ②加入AgNO₃溶液   ③加入稀HNO₃酸化   ④加入NaOH溶液   ⑤冷卻
（5）經(jīng)提純最終得到純凈的溴乙烷為7.63g，則溴乙烷的產(chǎn)率為70%（保留兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 圓底燒瓶中加入10mL95%乙醇、28mL濃硫酸，然后加入研細(xì)的10.3g溴化鈉和幾粒碎瓷片，小火加熱，使NaBr充分反應(yīng)，利用醇能與HX酸反應(yīng)的原理制備溴乙烷，涉及溴的物理性質(zhì)是紅棕色液體，易揮發(fā)，可通過水溶加熱的方法控制反應(yīng)溫度，反應(yīng)后的混合物因有機(jī)物與無機(jī)溶液不相溶而分層，下層為密度大于水的溴乙烷，通過分液分離后再進(jìn)一步進(jìn)行分離提純；
（1）溴乙烷的沸點(diǎn)低易揮發(fā)，濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，溫度過高會把溴離子氧化成紅棕色的溴；溴乙烷沸點(diǎn)為38.4℃，同時考慮到濃硫酸的強(qiáng)氧化性，為避免更多的副反應(yīng)進(jìn)行，只要控制溫度略高于38.4℃即行，因此可以通過水浴進(jìn)行加熱就可以了；
（2）分液后，溴乙烷中混有溴，除雜時注意溴和溴乙烷的性質(zhì)角度考慮，溴單質(zhì)和氫氧化鈉溶液反應(yīng)；
（3）溴乙烷在NaOH水溶液和NaOH乙醇溶液發(fā)生不同類型的反應(yīng)，生成不同的產(chǎn)物，溴乙烷在NaOH水溶液中生成乙醇，NaOH乙醇溶液發(fā)生反應(yīng)發(fā)生消去反應(yīng)生成乙烯，乙醇通過高錳酸鉀溶液也會褪色；
（4）檢驗(yàn)溴乙烷中溴元素，應(yīng)在堿性條件下水解，最后加入硝酸酸化，加入硝酸銀，觀察是否有黃色沉淀生成；有溴乙烷參加的主要反應(yīng)是溴乙烷和堿溶液中的水解；
（5）產(chǎn)率=$\frac{實(shí)際產(chǎn)量}{理論產(chǎn)量}$×100%．

解答 解：（1）溴乙烷的沸點(diǎn)低易揮發(fā)，反應(yīng)時若溫度過高會降低溴乙烷的產(chǎn)率，由于濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，能氧化Br^-，會有溴生成，看到有紅棕色氣體產(chǎn)生化學(xué)式為Br₂，可以利用水浴加熱來控制反應(yīng)溫度，
故答案為：溴乙烷的沸點(diǎn)低易揮發(fā)；Br₂；水浴；
（2）粗制的C₂H₅Br呈棕黃色，說明含有單質(zhì)溴雜質(zhì)，則
A．Na₂SO₃與溴發(fā)生氧化還原反應(yīng)，Na₂SO₃可除去溴，故A正確；
B．溴在溴乙烷中的溶解度比在水中大，加水難以除去溴乙烷中的溴，故B錯誤；
C．氫氧化鈉溶液顯示堿性，可以除去雜質(zhì)溴，但溴乙烷也會在此溶液里發(fā)生水解反應(yīng)，故C錯誤；
D．溴和溴乙烷都能溶于四氯化碳，不能將二者分離，故D錯誤；
故答案為：A；
（3）溴乙烷在NaOH水溶液和NaOH乙醇溶液發(fā)生不同類型的反應(yīng)，生成不同的產(chǎn)物，溴乙烷在NaOH水溶液中生成乙醇，NaOH乙醇溶液發(fā)生反應(yīng)發(fā)生消去反應(yīng)生成乙烯，乙醇通過高錳酸鉀溶液也會褪色，該實(shí)驗(yàn)的目的是驗(yàn)證生成的氣體是乙烯 （ 或驗(yàn)證溴乙烷與NaOH發(fā)生消去反應(yīng)的產(chǎn)物 ），盛水的試管（裝置）的作用是除去揮發(fā)出來的乙醇蒸氣，防止干擾乙烯的檢驗(yàn)，
故答案為：驗(yàn)證生成的氣體是乙烯 （ 或驗(yàn)證溴乙烷與NaOH發(fā)生消去反應(yīng)的產(chǎn)物 ）；除去揮發(fā)出來的乙醇蒸氣；
（4）檢驗(yàn)溴乙烷中溴元素，應(yīng)在堿性條件下水解，最后加入硝酸酸化，加入硝酸銀，觀察是否有黃色沉淀生成，所以操作順序?yàn)棰堍佗茛邰冢?br />故答案為：④①⑤③②；
（5）圓底燒瓶中加入10mL95%乙醇、28mL濃硫酸，然后加入研細(xì)的10.3g溴化鈉和幾粒碎瓷片，n（NaBr）=$\frac{10.3g}{103g/mol}$=0.1mol，小火加熱，使NaBr充分反應(yīng)，依據(jù)化學(xué)方程式定量關(guān)系計算，CH₃CH₂OH+NaBr+H₂SO₄（濃）$\stackrel{△}{→}$ CH₃CH₂Br+NaHSO₄+H₂O，理論上生成0.1molCH₃CH₂Br，質(zhì)量=0.1mol×109g/mol=10.9g
經(jīng)提純最終得到純凈的溴乙烷為7.63g，則溴乙烷的產(chǎn)率=$\frac{7.63g}{10.9g}$×100%=70%，
故答案為：70%．

點(diǎn)評 本題主要考查了溴乙烷的制備，掌握相關(guān)物質(zhì)的基本化學(xué)性質(zhì)，是解答本題的關(guān)鍵，平時須注意積累相關(guān)反應(yīng)知識，題目難度中等．