Question

10．實驗室用溴化鈉、濃硫酸和醇制備溴乙烷（CH₃CH₂Br）和1-溴丁烷（CH₃CH₂CH₂CH₂Br）的反應原理如下：
NaBr+H₂SO₄→HBr+NaHSO₄
CH₃CH₂OH+HBr?CH₃CH₂Br+H₂O
CH₃CH₂CH₂CH₂OH+HBr?CH₃CH₂CH₂CH₂Br+H₂O
可能存在的副反應有：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/℃	78.5	38.4	117.2	101.6

請回答下列問題：
（1）溴乙烷和1-溴丁烷的制備實驗中，下列儀器最不可能用到的是d．（填字母）
a．圓底燒瓶    b．量筒   c．溫度計   d．普通漏斗
（2）制備實驗中常采用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．
（3）在制備溴乙烷時，采用邊反應邊蒸出產(chǎn)物的方法，這樣有利于平衡向生成溴乙烷的方向移動，但在制備1-溴丁烷時卻不能邊反應邊蒸出產(chǎn)物，其原因是1-溴丁烷和正丁醇的沸點相差不大，正丁醇會隨1-溴丁烷同時蒸出
（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（“上層”“下層”或“不分層”）加入NaHSO₃溶液的目的是除去產(chǎn)物中雜質溴
（5）將實驗（4）所得1-溴丁烷粗產(chǎn)品干燥后，進行蒸餾操作，即可得到純凈的1-溴丁烷．
（6）某實驗小組在制取1-溴丁烷的實驗中所取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-溴丁烷的制備實驗中，下列儀器最不可能用到的是普通漏斗；
（2）濃硫酸具有強氧化性，能氧化溴離子為溴單質，易發(fā)生消去反應，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)平衡移動原理分析采用邊反應邊蒸出產(chǎn)物的原因；根據(jù)1-溴丁烷和正丁醇的沸點的沸點大小判斷；
（4）濃硫酸具有強氧化性，能氧化溴離子為溴單質，易發(fā)生消去反應，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，溴單質具有氧化性回答；
（5）從有機混合物中獲取有機物，可以采取蒸餾的方法；
（6）依據(jù)化學方程式分析1-丁醇、NaBr反應情況，依據(jù)化學方程式計算生成的1-溴丁烷質量，依據(jù)產(chǎn)率=$\frac{實際產(chǎn)量}{理論產(chǎn)量}$×100%計算得到．

解答 解：（1）普通漏斗主要用于過濾操作，即有晶體析出時，但溴乙烷和一溴丁烷均不是晶體，則無需使用，故答案為：d；
（2）濃硫酸和1-丁醇反應發(fā)生副反應消去反應生成烯烴、分子間脫水反應生成醚，稀釋后不能發(fā)生類似反應減少副產(chǎn)物烯和醚的生成；濃硫酸具有強氧化性能將溴離子氧化為溴單質，稀釋濃硫酸后能減少Br₂的生成；反應需要溴化氫和1-丁醇反應，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；
（3）根據(jù)題給信息知，乙醇和溴乙烷的沸點相差較大，采用邊反應邊蒸出產(chǎn)物的方法，可以使平衡向生成溴乙烷的方向移動，而1-溴丁烷和正丁醇的沸點相差較小，若邊反應邊蒸餾，會有較多的正丁醇被蒸出，所以不能邊反應邊蒸出產(chǎn)物，
故答案為：平衡向生成溴乙烷的方向移動；1-溴丁烷和正丁醇的沸點相差不大，正丁醇會隨1-溴丁烷同時蒸出；
（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，溴單質和NaHSO₃ 溶液發(fā)生氧化還原反應，可以除去溴單質，故答案為：下層；除去產(chǎn)物中雜質溴；
（5）溴乙烷和1-溴丁烷的沸點相差較大，可以采用蒸餾方法除去，故答案為：蒸餾；
（6）若實驗中所取1-丁醇、NaBr分別為7.4g、13.0g，依據(jù)化學方程式計算判斷反應情況：
CH₃CH₂CH₂CH₂OH+NaBr+H₂SO₄$\stackrel{△}{→}$CH₃CH₂CH₂CH₂Br+NaHSO₄+H₂O
74             103
7.4g           10.3g
溴化鈉過量，則1-丁醇全部反應生成1-溴丁烷物質的量為0.1mol，質量=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%．

點評 本題主要考查了1-溴丁烷的制取實驗，混合物分離的實驗操作步驟和過程分析判斷，明確反應原理是解答的關鍵，題目難度中等．