Question

【題目】某興趣小組在實(shí)驗(yàn)室用乙醇、濃硫酸和溴化鈉和水混合反應(yīng)來制備溴乙烷，并探究溴乙烷的性質(zhì)。

有關(guān)數(shù)據(jù)見下表：

	乙醇	溴乙烷	溴
狀態(tài)	無色液體	無色液體	深紅色液體
密度/(g·cm3)	0.79	1.44	3.1
沸點(diǎn)/℃	78.5	38.4	59

一．溴乙烷的制備

反應(yīng)原理和實(shí)驗(yàn)裝置如下(加熱裝置、夾持裝置均省略)：

H2SO4+NaBrNaHSO4+HBr↑　 CH3CH2OH+HBrCH3CH2Br+H2O

(1)圖中沸石的作用為_____________。若圖甲中A加熱溫度過高或濃硫酸的濃度過大，均會使C中收集到的粗產(chǎn)品呈橙色，原因是A中發(fā)生了副反應(yīng)生成了________；F連接導(dǎo)管通入稀NaOH溶液中，其目的主要是吸收_________等防止污染空氣；導(dǎo)管E的末端須低于D中燒杯內(nèi)的水面，其目的是_______________________________。

(2)粗產(chǎn)品用上述溶液洗滌、分液后，再經(jīng)過蒸餾水洗滌、分液，然后加入少量的無水硫酸鎂固體，靜置片刻后過濾，再將所得濾液進(jìn)行蒸餾，收集到的餾分約10.0g。從乙醇的角度考慮，本實(shí)驗(yàn)所得溴乙烷的產(chǎn)率是_____________(保留3位有效數(shù)字)。

二．溴乙烷性質(zhì)的探究

用如圖實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證溴乙烷的性質(zhì)：

(3)在乙中試管內(nèi)加入10mL6mol·L－1NaOH溶液和2mL溴乙烷，振蕩、靜置，液體分層，水浴加熱。該過程中的化學(xué)方程式為_______________________________________，證明溴乙烷與NaOH溶液已反應(yīng)完全的現(xiàn)象是________________________________。

(4)若將乙中試管里的NaOH溶液換成NaOH乙醇溶液，為證明產(chǎn)物為乙烯，將生成的氣體通入如圖裝置。a試管中的水的作用是________________；若無a試管，將生成的氣體直接通入b試管中，則b中的試劑可以為______________。

Answer 1

【答案】防暴沸 Br2 HBr、SO2、Br2 使溴乙烷充分冷卻 53.4% CH3CH2Br+NaOHCH3CH2OH+NaBr 試管乙中分層現(xiàn)象消失 吸收乙醇 溴水或溴的CCl4溶液

【解析】

(1)產(chǎn)生的HBr是用NaBr和濃硫酸反應(yīng)制備的，濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，結(jié)合溴離子具有還原性分析解答；反應(yīng)產(chǎn)生SO2，Br2，HBr氣體，均會污染大氣；導(dǎo)管E的作用是冷凝溴乙烷，據(jù)此分析解答；

(2)最終收集到10.0g餾分，為溴乙烷(CH3CH2Br)，根據(jù)反應(yīng)物中為10.0mL乙醇，結(jié)合反應(yīng)方程式計算溴乙烷的理論產(chǎn)量，在計算產(chǎn)率；

(3)溴乙烷在NaOH水溶液中加熱發(fā)生水解反應(yīng)，產(chǎn)生的NaBr和乙醇均易溶于水，而溴乙烷難溶于水，據(jù)此分析解答；

(4)產(chǎn)生的乙烯中可能會混入乙醇，乙醇也能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，則應(yīng)先除去混有的乙醇，再驗(yàn)證乙烯，結(jié)合乙烯和乙醇的性質(zhì)的差異選擇合適的試劑。

(1)加入沸石可以防止液體加熱是發(fā)生暴沸；產(chǎn)生的HBr是用NaBr和濃硫酸反應(yīng)制備的，若圖甲中A加熱溫度過高或濃硫酸的濃度過大，濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，反應(yīng)溫度過高會使反應(yīng)劇烈，產(chǎn)生橙色的Br2，均會使C中收集到的粗產(chǎn)品呈橙色，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2HBr+H2SO4(濃)=Br2+SO2+2H2O；反應(yīng)產(chǎn)生SO2，Br2，HBr氣體，會污染大氣，應(yīng)用NaOH溶液吸收，防止污染空氣；

導(dǎo)管E的作用是冷凝溴乙烷，導(dǎo)管E的末端須低于D的水面，可以使溴乙烷充分冷卻，提高產(chǎn)率，故答案為：防暴沸；Br2；SO2，Br2，HBr；使溴乙烷充分冷卻，提高產(chǎn)率；

(2)10mL乙醇的質(zhì)量為0.79×10g=7.9g，其物質(zhì)的量為=0.172mol，所以理論上制得溴乙烷的物質(zhì)的量為0.172mol，其質(zhì)量為0.172mol×109g/mol= 18.75g，實(shí)際上產(chǎn)量為10g，則溴乙烷的產(chǎn)率=×100%=53.4%，故答案為：53.4%；

(3)在乙中試管內(nèi)加入NaOH溶液和溴乙烷，振蕩，二者發(fā)生溴乙烷的水解反應(yīng)，反應(yīng)的方程式為CH3CH2Br+NaOHCH3CH2OH+NaBr；溴乙烷難溶于水，而產(chǎn)物均易溶于水，因此驗(yàn)證溴乙烷與NaOH溶液已反應(yīng)完全的現(xiàn)象是試管乙中分層現(xiàn)象消失，故答案為：CH3CH2Br+NaOHCH3CH2OH+NaBr；試管乙中分層現(xiàn)象消失；

(4)為證明溴乙烷在NaOH乙醇溶液中反應(yīng)的氣體產(chǎn)物為乙烯，將生成的氣體通入丙裝置，隨著反應(yīng)的發(fā)生，產(chǎn)生的乙烯中可能會混有乙醇，乙醇也能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，則應(yīng)先用水除去混有的乙醇，再驗(yàn)證乙烯，所以a試管中的水的作用是：吸收乙醇；若無a試管，b試管中的試劑應(yīng)為能與乙烯反應(yīng)而不與乙醇反應(yīng)，可考慮溴水(或溴的CCl4溶液)，故答案為：吸收乙醇；溴水(或溴的CCl4溶液)。