Question

8．醇与氢卤酸反应是制备卤代烃的重要方法．实验室制备溴乙烷的装置如图所示，试管d中装有少量蒸馏水．已知溴乙烷的沸点为38.4℃，密度为1.43g/mL；可能存在的副反应有：加热反应过程中反应混合物会呈现黄色甚至红棕色；醇在浓硫酸的存在下脱水生成烯和醚等．实验步骤中：在圆底烧瓶中加入10g乙醇、足量浓硫酸，然后加入研细的20.6g溴化钠和几粒碎瓷片．
（1）加入碎瓷片的作用是防止液体暴沸．
（2）小火加热，在烧瓶中发生的主要反应有
①NaBr+H₂SO₄═NaHSO₄+HBr    ②CH₃CH₂OH+HBr$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CH₃CH₂Br+H₂O；
（3）冷水的作用冷却溴乙烷由气态转变为液态；d试管中的现象分层，下层为油状液体．
（4）用这种方法制取的溴乙烷中的含少量杂质Br₂，欲除去溴代烷中的少量杂质Br₂，下列供选试剂中最适合的是C．
A．NaI溶液  B．NaOH溶液   C．Na₂SO₃溶液  D．KCl溶液
（5）安全瓶b可以防止倒吸，并可以检查实验进行时试管d是否发生堵塞．请写出发生堵塞时瓶b中的现象直导管中有一段水柱．
（6）制备操作中，加入的浓硫酸必需进行适当的稀释，其目的是ABC．
A．减少副产物烯和醚的生成      B．减少Br₂的生成
C．减少HBr的挥发              D．水是反应的催化剂
（7）经过分离、提纯干燥后，该实验最终得到8.7g溴乙烷，则本实验溴乙烷的产率为40%．

Answer 1

分析 （1）加入碎瓷片可防止液体暴沸；
（2）烧瓶中发生的反应有：溴化钠与硫酸反应生成硫酸氢钠和溴化氢、乙醇与溴化氢反应生成溴乙烷和水，据此写出反应的化学方程式；
（3）已知溴乙烷的沸点为38.4°C，冷水可以将溴乙烷蒸气变成液态溴乙烷；根据溴乙烷不溶于水、密度大于水进行分析；
（4）根据溴乙烷和溴的性质，逐一分析能够和溴化氢反应且不能和溴乙烷反应试剂，注意除杂不能引进新的杂质；
（5）当d堵塞时，气体不畅通，则在b中气体产生的压强将水压入直玻璃管中，甚至溢出玻璃管；
（6）加入水可以降低浓硫酸浓度，减少副反应的发生；减少溴的挥发；减少溴化氢的挥发等，据此进行解答；
（7）根据20.6g溴化钠的质量计算出理论上生成溴乙烷的物质的量，然后根据实际产生的溴乙烷的量计算出产率．

解答 解：（1）加入少量碎瓷片或者沸石，形成溶液的爆沸中心，防止液体爆沸，故答案为：防止液体暴沸；
（2）根据加入的反应物可知，烧瓶中发生的反应为：①溴化钠与硫酸反应生成硫酸氢钠和溴化氢，反应的方程式为：NaBr+H₂SO₄=NaHSO₄+HBr、②乙醇与溴化氢反应生成溴乙烷和水，反应的化学方程式为CH₃CH₂OH+HBr→CH₃CH₂Br+H₂O，
故答案为：CH₃CH₂OH+HBr→CH₃CH₂Br+H₂O；
（3）溴乙烷的沸点为38.4°C，通过冷水可以冷却溴乙烷，将溴乙烷由气态变成液态；由于溴乙烷不溶于水，所以冷却后混合液体会分层，溴乙烷密度大于水，在混合液的下层有油状液体，
故答案为：冷却溴乙烷由气态转变为液态；分层，下层为油状液体；
（4）A．NaI和溴单质反应，但生成的碘单质会混入，故A错误；
B．溴单质和氢氧化钠反应，溴代烷也和NaOH溶液中水解反应，故B错误；
C．溴单质和Na₂SO₃溶液发生氧化还原反应，可以除去溴单质，故C正确；
D．KCl和溴单质不反应，不能除去溴单质，故D错误；
故答案为：C；
（5）通过观察实验装置，可知b是安全瓶防止液体倒吸．锥形瓶的水中插有一直玻璃管，主要作用是检查试管c是否堵塞．当d堵塞时，气体不畅通，则在b中气体产生的压强将水压入直玻璃管中，甚至溢出玻璃管，
故答案为：直导管中有一段水柱；
（6）该进行尾气吸收，所以装置e中氢氧化钠溶液的作用是吸收HBr等气体，防止大气污染，
故答案为：吸收HBr等气体，防止大气污染；
A．乙醇在浓硫酸作用下反应发生消去反应生成烯烃、分子间脱水反应生成醚，稀释后减少了生成的副产物烯和醚，故A正确；
B．浓硫酸具有强氧化性，能将溴离子氧化为溴单质，稀释浓硫酸后能减少Br₂的生成，故B正确；
C．反应需要溴化氢和乙醇反应，浓硫酸溶解会使温度升高，使溴化氢挥发，稀释后减少HBr的挥发，故C正确；
D．水在制取溴乙烷的反应中为反应产物，不是该反应的催化剂，故D错误；
故答案为：ABC；
（7）10g乙醇的物质的量为$\frac{10}{46}$=0.22mol
20.6g溴化钠的物质的量为$\frac{20.6}{103}$=0.2mol，应以溴化钠的质量为准进行计算；根据反应原理可知
CH₃CH₂OH+HBr$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CH₃CH₂Br+H₂O
理论上生成溴乙烷的物质的量为0.2mol；
实际上生成溴乙烷的物质的量为$\frac{8.7}{109}$=0.08mol，溴乙烷的产率为：$\frac{0.08mol}{0.2mol}$×100%≈40%，
故答案为：40%．

点评 本题考查了制备实验方案的设计、溴乙烷的制取方法，题目难度中等，明确物质的性质及实验原理是设计实验的前提，同时考查了学生分析问题、解决问题的能力．