Question

3．實(shí)驗(yàn)室用NaBr、濃H₂SO₄、乙醇為原料，制備溴乙烷，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：
NaBr+H₂SO₄（濃）+C₂H₅OH$\stackrel{△}{→}$NaHSO₄+C₂H₅Br+H₂O
已知反應(yīng)物的用量：0.3mol NaBr（s）；0.25mol乙醇；36mL濃硫酸（溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%，密度為1.84g•mL^-1）；25mL水，其中乙醇的密度為0.80g•mL^-1．回答下列問(wèn)題：
（1）該實(shí)驗(yàn)應(yīng)選擇下圖中的 （填“a”或“b”）裝置．a(chǎn)
（2）反應(yīng)裝置中的燒瓶應(yīng)選擇下列哪種規(guī)格最合適C
A．50mLB．100mLC．150mLD．250mL
（3）冷凝管中的冷凝水的流向應(yīng)是B
A．A進(jìn)B出B．B進(jìn)A出C．從A進(jìn)或B進(jìn)均可
（4）上述實(shí)驗(yàn)完成后，需要將燒瓶中的有機(jī)物蒸餾出來(lái)，所得餾出液中含有C₂H₅Br、C₂H₅OC₂H₅和Br₂．
（5）用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NaOH溶液，必須使用的儀器是分液漏斗．
（6）本實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)率為60%，則可制取溴乙烷16.35g．
（7）為除去溴乙烷中殘留的少量水，可選用無(wú)水CaCl₂作干燥劑，并蒸餾．為證明最終得到的產(chǎn)品--溴乙烷中含有溴元素，下列幾項(xiàng)實(shí)驗(yàn)步驟，其正確的操作順序是：取少量溴乙烷，然后④①⑤③②（填代號(hào)）．
①加熱；②加入AgNO₃溶液；③加入稀HNO₃酸化；④加入NaOH溶液；⑤冷卻．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)a、b裝置的不同點(diǎn)進(jìn)行解答；
（2）根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算，加熱時(shí)燒瓶?jī)?nèi)液體的體積應(yīng)小于燒瓶容積；
（3）從冷凝的原理出發(fā)解答；
（4）根據(jù)該反應(yīng)過(guò)程發(fā)生的副反應(yīng)及反應(yīng)產(chǎn)物分析；
（5）溴乙烷中含有單質(zhì)溴顯棕黃色，根據(jù)溴單質(zhì)的性質(zhì)選擇除雜試劑；根據(jù)分離互不相溶的液體的操作分析；
（6）已知n（乙醇）=0.25mol，然后根據(jù)方程式結(jié)合轉(zhuǎn)化率來(lái)解答；
（7）溴乙烷在堿性條件下水解生成乙醇和NaBr，中和多余的堿，然后用硝酸銀檢驗(yàn)溴離子．

解答 解：（1）由題給信息，知該反應(yīng)為：NaBr+H₂SO₄（濃）+C₂H₅OH$\stackrel{△}{→}$NaHSO₄+C₂H₅Br+H₂O，反應(yīng)需要加熱，所以應(yīng)采用裝置a，
故答案為：a；
（2）燒瓶的規(guī)格與所盛液體的體積有關(guān)，加熱時(shí)燒瓶?jī)?nèi)液體的體積應(yīng)小于燒瓶的容積的$\frac{2}{3}$，
V（C₂H₅OH）=$\frac{0.25mol×46g•mo{l}^{-1}}{0.80g•c{m}^{-3}}$=14cm^-3=14mL，忽略混合時(shí)體積變化，混合后液體的總體積約為36mL+25mL+14mL=75mL，所以150mL的燒瓶最合適，
故答案為：C；
（3）冷凝時(shí)，水需充滿冷凝器，為了防止冷凝器冷凝時(shí)，受熱不均勻破裂，冷凝水應(yīng)下進(jìn)上出．
故答案為：B；
（4）可能發(fā)生的副反應(yīng)有：C₂H₅OH$→_{170℃}^{濃H_{2}SO_{4}}$C₂H₄↑+H₂O，2C₂H₅OH $→_{140℃}^{濃H_{2}SO_{4}}$C₂H₅OC₂H₅+H₂O，2HBr+H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$Br₂+SO₂↑+2H₂O等，
則反應(yīng)產(chǎn)物混合液中含有C₂H₅Br、C₂H₅OC₂H₅和Br₂，所以將燒瓶中的有機(jī)物蒸餾出來(lái)，所得餾出液中含有C₂H₅Br、C₂H₅OC₂H₅和Br₂．
故答案為：C₂H₅Br、C₂H₅OC₂H₅和Br₂；
（5）棕黃色的粗溴乙烷，是由于溴乙烷溶解了Br₂的緣故，可用NaOH溶液洗滌除去，溴乙烷難溶于水，可以用分液漏斗分離溴乙烷和水溶液；
故答案為：NaOH溶液；分液漏斗
（6）已知n（乙醇）=0.25mol，實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)率為60%，則n（溴乙烷）=0.25mol×60%=0.15mol，
反應(yīng)方程式為：NaBr+H₂SO₄（濃）+C₂H₅OH$\stackrel{△}{→}$NaHSO₄+C₂H₅Br+H₂O，
則m（溴乙烷）=0.15mol×109g/mol=16.35g，
故答案為：16.35．
（7）溴乙烷與氫氧化鈉溶液混合加熱，溴乙烷水解生成乙醇和NaBr，然后加硝酸中和多余的堿，再向溶液中加硝酸銀，生成淺黃色沉淀，說(shuō)明含有溴離子，即溴乙烷中含有溴元素，所以正確的操作順序是④①⑤③②；
故答案為：④①⑤③②．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了溴乙烷的制備，側(cè)重于實(shí)驗(yàn)制備方案設(shè)計(jì)、物質(zhì)的分離提純、有關(guān)方程式的計(jì)算等，注意掌握相關(guān)物質(zhì)的基本化學(xué)性質(zhì)、明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖墙獯鸨绢}的關(guān)鍵，平時(shí)須注意積累相關(guān)反應(yīng)知識(shí)，難度中等．