Question

【题目】某兴趣小组同学在实验室用加热1-丁醇、浓H2SO4和溴化钠混合物的方法来制备1-溴丁烷，并检验反应的部分副产物，设计了如图所示装置，其中夹持仪器、加热仪器及冷却水管没有画出。

已知①NaBr+H2SO4=NaHSO4+HBr

②CH3(CH2)2CH2OH+HBr CH3(CH2)2CH2Br+H2O

两反应都需加热

请根据实验步骤，回答下列问题：

（1）关闭a和b、接通竖直冷凝管的冷凝水，给A加热30分钟，制备1-溴丁烷。竖直冷凝管接通冷凝水，出水口是_____(填“I”或“Ⅱ”)；冷凝回流的主要目的是________。

（2）理论上，上述反应的副产物可能有：丁醚(CH3CH2CH2CH2-O-CH2CH2CH2CH3)、1-丁烯、溴化氢、硫酸氢钠、水等。熄灭酒精灯，在竖直冷凝管上方塞上塞子并打开a，利用余热继续反应直至冷却，通过B、C装置检验部分副产物B、C中应盛放的试剂分别是石蕊和溴水，B装置除用石蕊还可用______(填试剂名称)写出C装置中主要的化学方程式：_________________________________________________。

有同学拟通过红外光谱仪鉴定所得产物中是否含有“－CH2CH2CH2CH3”， 来确定副产物中存在丁醚。请你对该同学的观点进行评价________________________________。

（3）为了进一步分离提纯1-溴丁烷，该兴趣小组同学查得相关有机物的数据如表所示：

物质	熔点/℃	沸点/℃
1-丁醇	-89.5	117.3
1-溴丁烷	-112.4	101.6
丁醚	-95.3	142.4
1-丁烯	-185.3	-6.5

请你补充下列实验步骤，直到分离出1-溴丁烷。

①待烧瓶冷却后，拔去竖直的冷凝管；

②插上带橡皮塞的温度计；

③关闭_______，打开_______；

④接通冷凝管的冷凝水，使冷水从______处流入；

⑤迅速升高温度至_______℃，收集所得馏分。

（4）若实验中所取1-丁醇、NaBr分别为7.4 g、13.0 g，蒸出的粗产物经洗涤、干燥后再次蒸馏得到10.96 g 1-溴丁烷，则1-溴丁烷的产率是_____。（保留2位有效数字）

Answer 1

【答案】 Ⅰ 提高反应物的转化率 硝酸银溶液 CH3CH2CH=CH2+Br2→BrCH2CHBrCH2CH3 该方法不合理因为1-溴丁烷中也含－CH2CH2CH2CH3 a b d处 101.6 80%

【解析】（1）关闭a和b、接通竖直冷凝管的冷凝水，应用要采用逆向冷却，则进水口为I；给A加热30分钟，制备1-溴丁烷．冷凝回流的主要目的是充分利用反应物，提高反应物的转化率；（2）理论上，上述反应的副产物可能有：丁醚、1-丁烯、溴化氢、硫酸氢钠、水等，能通过装置B、C检验出的是气体，应检验1-丁烯、溴化氢的存在，先检验溴化氢的存在用石蕊试液或硝酸银溶液检验，通过石蕊试液溶液变红色（或通过硝酸银溶液生成浅黄色沉淀）证明溴化氢的生成；后检验1-丁烯，选择试剂为溴水或高锰酸钾溶液，通过溴水或高锰酸钾溶液褪色证明生成的产物中含有1-丁烯，C装置中主要的化学方程式为CH3CH2CH=CH2+Br2→BrCH2CHBrCH2CH3；由于1-溴丁烷中也含－CH2CH2CH2CH3，所以该方法不合理；（3）提纯1-溴丁烷，收集所得馏分为1-溴丁烷，所以须将1-溴丁烷先汽化，后液化，汽化须温度达其沸点101.6℃，利用蒸馏原理和装置设计的步骤为：①待烧瓶冷却后，拔去竖直的冷凝管；②插上带橡皮塞的温度计；③关闭a，打开b；④接通冷凝管的冷凝水，使冷水从d处流入；⑤迅速升高温度至101.6℃，收集所得馏分；（4）依据化学方程式可知

CH3CH2CH2CH2OH+NaBr+H2SO4CH3CH2CH2CH2Br+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，质量为0.1mol×137g/mol=13.7g；蒸出的粗产物经洗涤、干燥后再次蒸馏得到10.96g 1-溴丁烷，所以产率为10.96g/13.7g×100%=80%。