Question

由正丁醇(用n?C4H9OH表示)制备正溴丁烷(沸点：101.6 ℃)的反应如下：n?C4H9OH＋NaBr＋H2SO4―→n?C4H9Br＋NaHSO4＋H2O

副反应：n?C4H9OHCH3CH2CHCH2↑＋H2O

2n?C4H9OH(n?C4H9)2O＋H2O

3H2SO4(浓)＋2NaBr(固)=2NaHSO4＋Br2↑＋SO2↑＋2H2O

已知反应物及其用量：固体NaBr 0.24 mol，n?C4H9OH 0.20 mol，浓H2SO4 29 mL，H2O 20 mL。

制备过程经历如下五个步骤，试回答下列问题：

(1)投料：在圆底烧瓶中加入20 mL水，再慢慢加入29 mL浓硫酸，混合均匀并冷却至室温后，再依次加入0.20 mol正丁醇(约18 mL)和0.24 mol溴化钠，充分振荡后加入几粒沸石。

①冷却至室温后再加正丁醇和溴化钠的目的是________。

A．减少HBr的挥发

B．防止正丁醇的挥发

C．防止溴化钠被氧化

D．防止温度过高导致炭化结焦

②本反应中硫酸与溴化钠作用生成氢溴酸，氢溴酸与正丁醇作用发生取代反应生成正溴丁烷。硫酸的用量和浓度过大都对本制备不利的主要原因是

_____________________________________________________。

(2)加热回流：反应装置选择Ⅱ而不选择Ⅰ的原因是_________________。在反应装置中冷凝水应该从________(填“A”或“B”)端进水。

 

(3)分离粗产物：反应结束待反应液冷却后，用直形冷凝管换下球形冷凝管，将其变为蒸馏装置进行蒸馏，得到的粗产物中除主产品外，还含下列选项中的________。

①C4H9OH　②SO2　③(C4H9)2O　④Br2　⑤NaHSO4 ⑥H2O　⑦H2SO4

(4)洗涤粗产物：将馏出液移至分液漏斗中，加入等体积的水洗涤后，分液得有机层。如果不能判断哪层是有机层，可以用_______________方法来判断。对有机层，进行洗涤除杂、除水后可得到粗产品。

(5)收集产物：将干燥好的产物移至小蒸馏瓶中，加热蒸馏，收集99～103 ℃的馏分。要证明最终产物是n?C4H9Br，方法是_____________________________

___________________________________________。

 

Answer 1

　(1)①ABC　②会加大副反应进行

(2)Ⅱ可以防止挥发性尾气进入空气污染环境　B (3)①③④⑥

(4)从任意一层取少量溶液加水，如混溶则该层为水层；不混溶则为有机层(其他合理答案也给分)

(5)测定产品的沸点(其他合理答案也给分)

【解析】　(1)①由于浓硫酸与水混合放出大量的热会导致HBr和正丁醇的大量挥发影响原料的利用率，且温度较高时容易发生其他副反应。②硫酸的用量和浓度过大也会导致副反应的发生。(2)装置Ⅰ和Ⅱ的主要区别是有无尾气吸收装置，故应选择Ⅱ可以防止挥发性尾气进入空气污染环境。冷凝管中冷凝水从下口进入可以使冷却更加充分。(3)反应结束后混合液中含有产品以及未完全反应的反应物和反应中的一些副产物，但SO2为气体已脱离该体系；然后再进行蒸馏，一些易挥发的物质都随主产品一同蒸馏出来。(4)该题充分利用水和有机层互不相溶的特点来解题。(5)测定物质的沸点是比较准确的判断物质组成的方法。