Question

用1－丁醇、溴化钠和较浓H₂SO₄混合物为原料，在实验室制备1－溴丁烷，并检验反应的部分副产物。（已知：NaCl+H₂SO₄(浓)=NaHSO₄+HCl↑）现设计如下装置，其中夹持仪器、加热仪器及冷却水管没有画出。请回答下列问题：

（1）仪器D的名称是           。
（2）关闭a和b、接通竖直冷凝管的冷凝水，给A加热30分钟，制备1－溴丁烷。写出该反应的化学方程式                                                      。
（3）理论上，上述反应的生成物还可能有：丁醚、1－丁烯、溴化氢等。熄灭A处酒精灯，在竖直冷凝管上方塞上塞子，打开a，利用余热继续反应直至冷却，通过B、C装置检验部分副产物。B、C中应盛放的试剂分别是            、           。
（4）在实验过程中，发现A中液体由无色逐渐变成黑色，该黑色物质与浓硫酸反应的化学方程式为                                    ，可在竖直冷凝管的上端连接一个内装吸收剂碱石灰的干燥管，以免污染空气。
（5）相关有机物的数据如下：

物质	熔点/0C	沸点/0C
1－丁醇	-89．5	117．3
1－溴丁烷	-112．4	101．6
丁醚	-95．3	142．4
1－丁烯	-185．3	-6．5

为了进一步精制1－溴丁烷，继续进行了如下实验：待烧瓶冷却后，拔去竖直的冷凝管，塞上带温度计的橡皮塞，关闭a，打开b，接通冷凝管的冷凝水，使冷水从     （填c或d）处流入，迅速升高温度至       ℃，收集所得馏分。
（6）若实验中所取1－丁醇、NaBr分别为7．4 g、13．0 g，蒸出的粗产物经洗涤、干燥后再次蒸馏得到9．6 g 1－溴丁烷，则1－溴丁烷的产率是            。

Answer 1

（1）锥形瓶
（2）CH₃CH₂CH₂CH₂OH + NaBr + H₂SO₄   →   CH₃CH₂CH₂CH₂Br + NaHSO₄ + H₂O
（3）硝酸银 高锰酸钾溶液或溴水可
（4）C +2H₂SO₄(浓)  CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O
（5）d  101.6⁰C
（6）70％

解析试题分析：（1）从冷凝管出来的液体用锥形瓶收集。
（2）反应的方程式为CH₃CH₂CH₂CH₂OH + NaBr + H₂SO₄ →CH₃CH₂CH₂CH₂Br + NaHSO₄ + H₂O
（3）根据图表分析可知，可检验的副产物为溴化氢，1－丁烯，用硝酸银可以检验溴离子，用高锰酸钾溶液或溴水可以检验碳碳双键。
（4）反应溶液变黑是因为有浓硫酸参与，浓硫酸有强氧化性和脱水性，所以有机物在加热条件下被浓硫酸脱水炭化变黑，然后又被氧化，发生的反应为：C +2H₂SO₄(浓)=CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O
（5）冷凝管的使用注意“下进上出”，所以进水应从d处进，从表格数据可知要得到较纯净的1－溴丁烷，应该迅速升温至1－溴丁烷的沸点101．6⁰C。
（6）7．4 g 1－丁醇的物质的量为0．1mol、13．0 g NaBr的物质的量大于0．1mol，所以根据反应方程式CH₃CH₂CH₂CH₂OH + NaBr + H₂SO₄ →CH₃CH₂CH₂CH₂Br + NaHSO₄ + H₂O，可判断出NaBr过量，1－丁醇完全反应，所以根据方程式即可计算出理论上1－溴丁烷的产量，最终算出产率为70％。
考点：有机化学实验的一些基本操作及其作用，产率的计算。