Question

一溴乙烷为无色液体，熔点-119.1℃，沸点38.4℃，常用于汽油的乙基化、冷冻剂和麻醉剂．制备一溴乙烷的反应原理为：NaBr+H₂SO₄═HBr↑+NaHSO₄，CH₃CH₂OH+HBr→CH₃CH₂Br+H₂O．实验室可用如图装置制备一溴乙烷
某学生的实验过程和具体操作可简述如下：

查阅资料可知：
①可能产生的副产物有：CH₃CH₂OCH₂CH₃、CH₂BrCH₂Br、CH₂=CH₂、Br₂、SO₂，其中1，2-二溴乙烷为无色液体，熔点9.3℃，沸点131.4℃．
②油层a用浓硫酸处理可以除掉乙醚、乙醇和水等杂质．
请结合以上信息回答下列问题：
（1）实验过程中锥形瓶置于冰水混合物中的目的是

 

．
（2）水层a中的离子除Na⁺、H⁺、OH^-和Br^-外，还一定含有

 

，检验该离子的方法是

 

．
（3）油层a、b均呈微黄色．该学生猜测油层b除一溴乙烷外还可能含有其它一种或多种副产物，为验证其成分设计了如下的实验操作．

实验步骤	预期现象和结论
步骤1：将油层b转移至   中，再加入足量稀 Na2SO3溶液充分振荡，静置．
步骤2：取步骤1的水层少量于试管中，加入稀硫酸酸化，再加入适量新制氯水及少量CCl4，充分振荡，静置．	溶液分层，下层呈橙红色，证明   ．
步骤3：将步骤1的油层充分洗涤、干燥后装入蒸馏装置中，   至温度计升高至450C左右．	馏出蒸汽的温度稳定在38℃左右，不再有蒸汽馏出时，将蒸馏烧瓶中残留液体置于冰水浴中冷却，凝结成白色固体，则证明油层b中含有1，2-二溴乙烷．

（4）该同学在实验过程中加入了10mL乙醇（0.17mol），足量浓硫酸，适量水，以及0.15mol溴化钠，最后蒸馏获得了10.9g一溴乙烷产品．请计算产率

 

（用小数表示，保留二位小数）．

Answer 1

考点：制备实验方案的设计

专题：实验题

分析：95%乙醇、水和浓硫酸，冰水冷却，边搅拌边缓慢加入NaBr粉末，反应生成的HBr和乙醇发生取代反应得到一溴乙烷，分液小火加热得到馏出液，在分液漏斗中分层得到油层a，再边用冰水冷却，边加入适量浓硫酸，通过分液得到水层b和油层b得到一溴乙烷；
（1）一溴乙烷的沸点较低，易挥发，所以锥形瓶置于冰水混合物中的目的是防止产品挥发损失；
（2）制备一溴乙烷所用试剂有浓硫酸，所以水层a中的离子除Na⁺、H⁺、OH^-和Br^-外，一定还有SO₄^2-；SO₄^2-的检验方法是取少量水层a的溶液于试管中，加入足量稀盐酸化，再滴加少量的BaCl₂溶液，若产生浑浊，有SO₄^2-，否则无SO₄^2-．
（3）步骤2中溶液出现分层现象，所以将油层b转移至分液漏斗中，便于分离溶液；一溴乙烷中可能含有CH₃CH₂OCH₂CH₃、CH₂BrCH₂Br、CH₂=CH₂、Br₂、SO₂等杂质，而使溶液显黄色．一溴乙烷的密度比水大，Na₂SO₃溶液可以吸收Br₂、SO₂在溶液的上层，一溴乙烷等油层在溶液的下层，所以出现的现象是液体分层，下层液体逐渐褪为无色；步骤2中用新制氯气和四氯化碳溶液萃取，溶液分层，下层呈橙红色，证明原油层中b中含有Br₂；步骤1的油层中含有一溴乙烷、CH₂BrCH₂Br等，一溴乙烷的沸点较低，所以控制温度在38℃左右时溜出的馏分是一溴乙烷，常用水浴加热的方法，控制温度．
（4）乙醇的物质的量大于溴化钠的物质的量，所以理论上生成0.15mol的一溴乙烷，实际得到

10.9g

109g/mol

=0.1mol的一溴乙烷，所以产率=

实际量

理论量

×100%；

解答： 解：95%乙醇、水和浓硫酸，冰水冷却，边搅拌边缓慢加入NaBr粉末，反应生成的HBr和乙醇发生取代反应得到一溴乙烷，分液小火加热得到馏出液，在分液漏斗中分层得到油层a，再边用冰水冷却，边加入适量浓硫酸，通过分液得到水层b和油层b得到一溴乙烷；
（1）一溴乙烷的沸点较低，易挥发，所以锥形瓶置于冰水混合物中的目的是防止产品挥发损失，减少损耗；
故答案为：防止产品挥发损失；
（2）制备一溴乙烷所用试剂有浓硫酸，所以水层a中的离子除Na⁺、H⁺、OH^-和Br^-外，一定还有SO₄^2-；SO₄^2-的检验方法是：取少量水层a的溶液于试管中，加入足量稀盐酸化，再滴加少量的BaCl₂溶液，若产生浑浊，有SO₄^2-，否则无SO₄^2-；
故答案为：SO₄^2-，取少量水层a的溶液于试管中，加入足量稀盐酸化，再滴加少量的BaCl₂溶液，若产生浑浊，有SO₄^2-，否则无SO₄^2-；
（3）步骤2中溶液出现分层现象，所以将油层b转移至分液漏斗中，便于分离溶液；一溴乙烷中可能含有CH₃CH₂OCH₂CH₃、CH₂BrCH₂Br、CH₂=CH₂、Br₂、SO₂等杂质，而使溶液显黄色．一溴乙烷的密度比水大，Na₂SO₃溶液可以吸收Br₂、SO₂在溶液的上层，一溴乙烷等油层在溶液的下层，所以出现的现象是液体分层，下层液体逐渐褪为无色；步骤2中用新制氯气和四氯化碳溶液萃取，溶液分层，下层呈橙红色，证明原油层中b中含有Br₂；步骤1的油层中含有一溴乙烷、CH₂BrCH₂Br等，一溴乙烷的沸点较低，所以控制温度在38℃左右时溜出的馏分是一溴乙烷，常用水浴加热的方法，控制温度；
故答案为：

实验步骤	预期现象和结论
分液漏斗	液体分层，下层液体逐渐褪为无色
	油层b中含有Br2
水浴加热

（4）乙醇的物质的量大于溴化钠的物质的量，所以理论上生成0.15mol的一溴乙烷，实际得到

10.9g

109g/mol

mol=的一溴乙烷，所以产率=

0.1mol

0.15mol

=0.67．故答案为0.67；

点评：本题考查一溴乙烷的制备实验，离子的检验，物质的分离方法，仪器的选择，产率的计算，掌握实验基本操作，物质性质是解题关键，题目难度中等．