Question

溴乙烷是一种难溶于水、密度约为水的密度的1.5倍、沸点为38.4℃的无色液体。实验室制取溴乙烷的反应如下：

NaBr+H₂SO₄(浓)  NaHSO₄+HBr    CH₃CH₂OH+HBr →CH₃CH₂Br+H₂O

已知反应物的用量：①NaBr(s) 0.3 mol，②浓硫酸36 mL（98%、密度1.84 g•cm^–3)，

③乙醇0.25 mol，④水25 mL，其中乙醇的密度为水的密度的4/5。

试回答：

（1）仅用如下图所示仪器安装制取和收集溴乙烷的装置，要求达到安全、损失少、不污染环境的目的，有关仪器（相关胶塞上已打合适的孔，胶管未画出。）的选择和连接顺序为                        （填数字）。

（2）在实验过程中，考虑到浓硫酸性质的特殊性，试剂加入的合理顺序为________________（请填写试剂的编号）；

（3）若试剂加入过快，可看到烧瓶内有红棕色气体产生，写出反应的化学方程式：

                                                  。

（4）判定有溴乙烷生成的现象是__________________________。从棕黄色的粗溴乙烷制取无色的溴乙烷，第一步可以加入蒸馏水或NaHSO₃溶液，本操作中通常使用的仪器是__________。

（5）本实验的产率为60%，则可制取溴乙烷          g。

 

Answer 1

【答案】

（1）连接顺序为    2―9―8―3―4―5（填数字）。

（2）试剂加入的合理顺序为④②③①（请填写试剂的编号）；

（3）2NaBr+2H₂SO₄=^∆= Na₂SO₄+2H₂O+SO₂ ↑+ Br₂↑

（4）丁的烧杯底部有油状液体聚集。   分液漏斗。

（5）16.4

【解析】解答本题的关键是使用仪器的选择。

(1)甲、乙是作为溴乙烷的制取装置供选用的，应考虑实验中液体的体积应介于烧瓶容积的1/3到2/3之间为宜。0.25 mol乙醇的体积为0.25×46/0.8，约为14 mL。三种液体混合后，不考虑混合时液体的体积变化。Ｖ(总)=36 mL+25 mL+14 mL=75 mL。这一体积超过了甲装置烧瓶容积的2/3，故应选择乙装置。副产物HBr极易溶于水，为有利于蒸气的吸收，并防止倒吸，采用倒置漏斗的方式。故连接顺序为：2―9―8―3―4―5

(2) 考虑到浓硫酸的物理性质及吸水性、脱水性等性，应将硫酸缓慢的加入水中后，再加入其它试剂。

(3)当反应温度过高时，浓H₂SO₄将部分HBr氧化为红棕色的溴蒸气。

(4)除去溶于溴乙烷中的溴时，应加入稀NaOH溶液振荡洗涤，反应的化学方程式为2NaOH+Br₂====NaBr+NaBrO+H₂O，之后用分液漏斗分液，除去水层。

(5)n(H₂SO₄)= 36×1.84×98%/98=0．66 mol

从第一个反应式可以判断生成HBr为0．3 mol，从第二个反应式判断HBr过量，所以CH₃CH₂Br理论产量为0．25 mol×109 g·mol^-1=27．25 g，实际产量为：27．25 g×60％=16．4g。