Question

4．已知乙醇在加熱的條件下可與HBr反應(yīng)得到溴乙烷（CH₃CH₂Br），二者某些物理性質(zhì)如下表所示：

	溶解性（本身均可做溶劑）	沸點(diǎn)（℃）	密度（g/mL）
乙醇	與水混溶，易溶于有機(jī)溶劑	78.5	0.8
溴乙烷	難溶于水，易溶于有機(jī)溶劑	38.4	1.4

某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)將乙醇、80%的硫酸、NaBr固體按一定比例混合后（總體積約140mL）置于圖1的反應(yīng)容器B中后進(jìn)行加熱（兩個(gè)裝置中的加熱、固定裝置及沸石均省略）．

（1）①儀器A的名稱是：直形冷凝管；
②容器B的容積是：c，
a．150mLb．200mLc．250mL
（2）兩個(gè)水槽中的液體均是冰水，使用冰水的目的是降溫，減少溴乙烷的揮發(fā)．
（3）HBr與乙醇反應(yīng)生成目標(biāo)產(chǎn)物的化學(xué)方程式HBr+CH₃CH₂OH$\stackrel{△}{→}$CH₃CH₂Br+H₂O．
（4）圖1中收集到的產(chǎn)品中含有一定量的雜質(zhì)Br₂．為除去該雜質(zhì)，可先向混合液中加入適量的（從下面所給試劑中選取）bd，然后再進(jìn)行分液操作即可．
a．四氯化碳    b．碳酸鈉稀溶液    c．無水CaCl₂    d．無水MgSO₄
（5）經(jīng)過（4）處理后的目標(biāo)產(chǎn)物中還含有少量的水等雜質(zhì)，可通過向產(chǎn)品中加入一定量的c（從上面的a～d中選�。�，充分作用后，過濾，將濾液使用圖2中的裝置進(jìn)行提純，冷卻水應(yīng)從a口（填a或b）進(jìn)入．
（6）若實(shí)驗(yàn)中使用的無水乙醇的體積是46mL，蒸餾后得到的純溴乙烷的體積是50rnL，則溴乙烷的產(chǎn)率為80.275%．

Answer 1

分析 （1）①根據(jù)儀器的作用與特征分析儀器A的名稱為直形冷凝管；②根據(jù)燒瓶中溶液體積不超過約占$\frac{2}{3}$，結(jié)合反應(yīng)的液體總體積分析；
（2）兩個(gè)水槽中的液體均是冰水，使用冰水是為了冷凝產(chǎn)物CH₃CH₂Br，降溫，減少溴乙烷的揮發(fā)；
（3）HBr并和乙醇發(fā)生取代反應(yīng)生成溴乙烷和水；
（4）溴乙烷中混有溴，除雜時(shí)注意溴和溴乙烷的性質(zhì)角度考慮，溴水與碳酸鈉反應(yīng)消耗；溴乙烷與溶液不互溶，可用分液的方法分離；
（5）溴乙烷中混有水時(shí)，可加入無水CaCl₂除去；蒸餾時(shí)冷水應(yīng)從冷凝管的下端進(jìn)入，上端出，與蒸汽逆流可充分冷凝；
（6）先求出n（乙醇）=$\frac{46ml×0.8g/ml}{46g/mol}$=0.8mol，n（溴乙烷）=$\frac{50mL×1.4g/ml}{109g/mol}$≈0.6422mol，然后根據(jù)轉(zhuǎn)化率的概念來解答．

解答 解：（1）①根據(jù)儀器特征，儀器A的作用是冷凝回流，名稱是直形冷凝管，故答案為：直形冷凝管；
②總體積約為140mL，燒瓶中溶液體積不超過$\frac{2}{3}$，則容器B的容積是250mL，故答案為：C；
（2）溴乙烷沸點(diǎn)只有38.4℃，沸點(diǎn)低，易揮發(fā)，兩個(gè)水槽中的液體均是冰水，使用冰水的目的是：降溫，減少溴乙烷的揮發(fā)，
故答案為：降溫，減少溴乙烷的揮發(fā)；
（3）HBr并和乙醇發(fā)生取代反應(yīng)生成溴乙烷和水：HBr+CH₃CH₂OH$\stackrel{△}{→}$CH₃CH₂Br+H₂O，
故答案為：HBr+CH₃CH₂OH$\stackrel{△}{→}$CH₃CH₂Br+H₂O；
（4）由于濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，將HBr氧化物Br₂，產(chǎn)物溴乙烷中混有單質(zhì)溴，蒸餾不能完全除去雜質(zhì)，并且操作麻煩，四氯化碳與溴乙烷、溴單質(zhì)都會(huì)溶，會(huì)引入新的雜質(zhì)，無水CaCl₂、無水MgSO₄都不能與單質(zhì)溴反應(yīng)，不能除去單質(zhì)溴，碳酸鈉溶液能和溴單質(zhì)反應(yīng)，溴單質(zhì)被除去，溴乙烷與溶液不互溶，兩者分層，用分液的方法分離，
故答案為：b； 分液；
（5）經(jīng)過（3）處理后的目標(biāo)產(chǎn)物中還含有少量的水，可通過向產(chǎn)品中加入一定量無水CaCl₂或無水MgSO₄
，為了充分冷凝，蒸餾時(shí)冷水應(yīng)從冷凝管的下端a口進(jìn)入，上端出，
故答案為：Cd；a；
（6）46mL乙醇的物質(zhì)的量為n（乙醇）=$\frac{46ml×0.8g/ml}{46g/mol}$=0.8mol，則理論上應(yīng)生成溴乙烷0.8moL，實(shí)際上生成溴乙烷50mL，n（溴乙烷）=$\frac{50mL×1.4g/ml}{109g/mol}$≈0.6422mol，則溴乙烷的產(chǎn)率為$\frac{0.6422mol}{0.8mol}$×100%≈80.275%，
故答案為：80.275．

點(diǎn)評 本題考查溴乙烷的實(shí)驗(yàn)室制取，側(cè)重考查學(xué)生實(shí)驗(yàn)分析的能力，掌握實(shí)驗(yàn)原理和物質(zhì)的性質(zhì)是解題的關(guān)鍵，綜合性較強(qiáng)，題目難度中等．