Question

10．实验室用溴化钠、浓硫酸和醇制备溴乙烷（CH₃CH₂Br）和1-溴丁烷（CH₃CH₂CH₂CH₂Br）的反应原理如下：
NaBr+H₂SO₄→HBr+NaHSO₄
CH₃CH₂OH+HBr?CH₃CH₂Br+H₂O
CH₃CH₂CH₂CH₂OH+HBr?CH₃CH₂CH₂CH₂Br+H₂O
可能存在的副反应有：醇在浓硫酸的存在下脱水生成烯和醚，Br^-被浓硫酸氧化为Br₂等．有关数据列表如下：

	乙醇	溴乙烷	正丁醇	1-溴丁烷
密度/g•cm-3	0.7893	1.4604	0.8098	1.2758
沸点/℃	78.5	38.4	117.2	101.6

请回答下列问题：
（1）溴乙烷和1-溴丁烷的制备实验中，下列仪器最不可能用到的是d．（填字母）
a．圆底烧瓶    b．量筒   c．温度计   d．普通漏斗
（2）制备实验中常采用80%的硫酸而不用98%的浓硫酸，其主要原因是减少副产物烯和醚的生成，防止溴离子被浓硫酸氧化为溴单质．
（3）在制备溴乙烷时，采用边反应边蒸出产物的方法，这样有利于平衡向生成溴乙烷的方向移动，但在制备1-溴丁烷时却不能边反应边蒸出产物，其原因是1-溴丁烷和正丁醇的沸点相差不大，正丁醇会随1-溴丁烷同时蒸出
（4）将制得的1-溴丁烷粗产品置于分液漏斗中，依次加入NaHSO₃溶液和水，振荡、静置后，1-溴丁烷在下层（“上层”“下层”或“不分层”）加入NaHSO₃溶液的目的是除去产物中杂质溴
（5）将实验（4）所得1-溴丁烷粗产品干燥后，进行蒸馏操作，即可得到纯净的1-溴丁烷．
（6）某实验小组在制取1-溴丁烷的实验中所取1-丁醇（CH₃CH₂CH₂CH₂OH）7.4g、NaBr13.0g，最终制得1-溴丁烷9.6g，则1-溴丁烷的产率是70%（保留2位有效数字）

Answer 1

分析 （1）在溴乙烷和1-溴丁烷的制备实验中，下列仪器最不可能用到的是普通漏斗；
（2）浓硫酸具有强氧化性，能氧化溴离子为溴单质，易发生消去反应，浓硫酸溶解溶液温度升高易使溴化氢挥发，据此解答即可；
（3）根据平衡移动原理分析采用边反应边蒸出产物的原因；根据1-溴丁烷和正丁醇的沸点的沸点大小判断；
（4）浓硫酸具有强氧化性，能氧化溴离子为溴单质，易发生消去反应，浓硫酸溶解溶液温度升高易使溴化氢挥发；根据NaHSO₃溶液具有还原性，溴单质具有氧化性回答；
（5）从有机混合物中获取有机物，可以采取蒸馏的方法；
（6）依据化学方程式分析1-丁醇、NaBr反应情况，依据化学方程式计算生成的1-溴丁烷质量，依据产率=$\frac{实际产量}{理论产量}$×100%计算得到．

解答 解：（1）普通漏斗主要用于过滤操作，即有晶体析出时，但溴乙烷和一溴丁烷均不是晶体，则无需使用，故答案为：d；
（2）浓硫酸和1-丁醇反应发生副反应消去反应生成烯烃、分子间脱水反应生成醚，稀释后不能发生类似反应减少副产物烯和醚的生成；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；反应需要溴化氢和1-丁醇反应，浓硫酸溶解溶液温度升高，使溴化氢挥发，稀释后减少HBr的挥发；故答案为：减少副产物烯和醚的生成，防止溴离子被浓硫酸氧化为溴单质；
（3）根据题给信息知，乙醇和溴乙烷的沸点相差较大，采用边反应边蒸出产物的方法，可以使平衡向生成溴乙烷的方向移动，而1-溴丁烷和正丁醇的沸点相差较小，若边反应边蒸馏，会有较多的正丁醇被蒸出，所以不能边反应边蒸出产物，
故答案为：平衡向生成溴乙烷的方向移动；1-溴丁烷和正丁醇的沸点相差不大，正丁醇会随1-溴丁烷同时蒸出；
（4）1-溴丁烷和水不能形成氢键所以不易溶于水，且密度大于水，所以将1-溴丁烷粗产品置于分液漏斗中加水，振荡后静置，产物在下层，溴单质和NaHSO₃ 溶液发生氧化还原反应，可以除去溴单质，故答案为：下层；除去产物中杂质溴；
（5）溴乙烷和1-溴丁烷的沸点相差较大，可以采用蒸馏方法除去，故答案为：蒸馏；
（6）若实验中所取1-丁醇、NaBr分别为7.4g、13.0g，依据化学方程式计算判断反应情况：
CH₃CH₂CH₂CH₂OH+NaBr+H₂SO₄$\stackrel{△}{→}$CH₃CH₂CH₂CH₂Br+NaHSO₄+H₂O
74             103
7.4g           10.3g
溴化钠过量，则1-丁醇全部反应生成1-溴丁烷物质的量为0.1mol，质量=0.1mol×137g/mol=13.7g；
蒸出的粗产物经洗涤、干燥后再次蒸馏得到9.6g 1-溴丁烷，产率=$\frac{9.6g}{13.7g}$×100%=70%，故答案为：70%．

点评 本题主要考查了1-溴丁烷的制取实验，混合物分离的实验操作步骤和过程分析判断，明确反应原理是解答的关键，题目难度中等．