Question

溴乙烷是一種難溶于水，密度約為水的密度的1.5倍，沸點(diǎn)為38.4 ℃的無(wú)色液體，實(shí)驗(yàn)室制取溴乙烷的反應(yīng)如下：

NaBr+H₂SO₄NaHSO₄+HBr

CH₃CH₂OH+HBrCH₃CH₂Br+H₂O

已知反應(yīng)物的用量：NaBr(固體)0.3 mol，乙醇0.25 mol，濃硫酸36 mL(98%，密度1.84 g·cm^-3)，水25 mL，其中乙醇的密度約為水的密度的4/5，試完成下列問(wèn)題：

(1)僅用下圖所示儀器安裝制取和收集溴乙烷的裝置，要求達(dá)到安全、損失少、不污染環(huán)境的目的，有關(guān)儀器的選擇和連接順序?yàn)?填數(shù)字)_______________。

(2)寫出不能選用的儀器(填儀器代碼，如甲、乙……)及理由。

不能選用的儀器	理由

(3)反應(yīng)時(shí)，若溫度過(guò)高，可見(jiàn)有棕色氣體產(chǎn)生，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式：_________________。

(4)從棕黃色的粗溴乙烷制取無(wú)色的溴乙烷，應(yīng)加入的試劑是_________________，必須使用的儀器是_______________________________________。

(5)本實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)率為60%，則可制取溴乙烷_(kāi)_______________g。

Answer 1

(1)2、9、8、3、4、5

(2)甲：容積小，反應(yīng)物超過(guò)容積的2/3戊：不利于吸收尾氣，造成環(huán)境污染，并易產(chǎn)生倒吸

(3)2HBr+H₂SO₄(濃)Br₂↑+SO₂↑+2H₂O

(4)NaOH溶液  分液漏斗

(5)16.35

解析：解答本題的關(guān)鍵是使用儀器的選擇。(1)甲、乙是作為溴乙烷的制取裝置供選用的，應(yīng)該考慮實(shí)驗(yàn)中液體的體積應(yīng)介于燒瓶容積的1/3—2/3之間為宜。0.25 mol乙醇的體積為0.25mol×46g·mol^-1÷0.8 g·mL^-1≈14 mL，三種液體混合后，不考慮混合時(shí)液體的體積變化。V(總)＝36mL+25mL+14mL＝75mL，這一體積超過(guò)了甲容器容積的2/3，故應(yīng)選擇乙容器。

(2)由于產(chǎn)品(溴乙烷)的沸點(diǎn)低，受熱時(shí)會(huì)被蒸出，考慮到溴乙烷不溶于水且密度比水大，故可用水收集溴乙烷，此時(shí)溴乙烷在水的下層，水起液封作用和冷凝作用避免溴乙烷揮發(fā)。反應(yīng)中由于副反應(yīng)的發(fā)生，會(huì)導(dǎo)致蒸出的溴乙烷中混有溴蒸氣和HBr氣體，這兩種氣體有毒，必須吸收完全。HBr極易溶于水，為有利于蒸氣的吸收，并且防止倒吸，理應(yīng)選裝置丙。

(3)當(dāng)反應(yīng)溫度過(guò)高時(shí)，濃H₂SO₄將部分HBr氧化為紅棕色的Br₂蒸氣。

(4)除去溶在溴乙烷中的溴時(shí)，應(yīng)加入NaOH溶液振蕩洗滌，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaOH+Br₂=NaBr+NaBrO+H₂O，之后用分液漏斗分液，除去水層。

(5)n(H₂SO₄)＝36mL×1.84 g·mL^-1×98％÷98g·mol^-1＝0．66mol

從第一個(gè)反應(yīng)式可判斷生成HBr為0．3mol，從第二個(gè)反應(yīng)式判斷HBr過(guò)量，所以CH₃CH₂Br理論產(chǎn)量為0．25mol×109g·mol^-1＝27.25g，實(shí)際產(chǎn)量為：27．25g×60％＝16.35g。