Question

溴乙烷是一種難溶于水的無色液體，密度約為水的1.5倍，沸點(diǎn)為38.4 ℃。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0.25mol，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。試回答：

圖6-2

(1)僅用圖6-2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)，若溫度過高，可見有棕色氣體產(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_________g。

Answer 1

(1)2、8、9、3、4、5

(2)甲  容積小，反應(yīng)物體積超過容積的  戊  不利于吸收尾氣，造成環(huán)境污染，并產(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)考慮實(shí)驗(yàn)中液體的體積應(yīng)介于燒瓶容積的之間為宜。0.25 mol乙醇的體積為，約為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)=36 mL+25 mL+14 mL=75 mL。

    這一體積超過了甲裝置燒瓶容積的，故應(yīng)選擇乙裝置。

(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，水起到液封作用和冷凝作用，避免了溴乙烷的揮發(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，應(yīng)選丙裝置。

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

(4)除去溶于溴乙烷中的溴時(shí)，應(yīng)加入稀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)==0．66 mol

    從第一個(gè)反應(yīng)式可以判斷生成HBr為0．3 mol，從第二個(gè)反應(yīng)式判斷HBr過量，所以CH₃CH₂Br理論產(chǎn)量為0．25 mol×109 g·mol^-1=27．25 g，實(shí)際產(chǎn)量為：27．25 g×60％=16．35g。