题目内容

【题目】已知:实验室用少量的溴和足量的乙醇、浓硫酸制备12﹣二溴乙烷的装置如图所示,其中可能存在的主要副反应有:乙醇在浓硫酸的存在下在l40℃脱水生成乙醚。有关数据列表如下:

乙醇

12﹣二溴乙烷

乙醚

状态

无色液体

无色液体

无色液体

密度/gcm3

0.79

2.2

0.71

沸点/

78.5

132

34.6

熔点/

-130

9

-116

回答下列问题:

1)用少量的溴和足量的乙醇、浓硫酸制备12﹣二溴乙烷的需分两步进行,第一步需要在冰水浴下混合浓硫酸和乙醇,混合时加入试剂的顺序是___,使用冰水浴降温的目的是___,第二步反应的化学方程式___

2)在此实验中,要在A中加入___,防止___,反应温度提高到170℃左右,其最主要目的是___(填正确选项前的字母)。

a.引发反应 b.加快反应速度 c.防止乙醇挥发 d.减少副产物乙醚生成

3)装置B的作用是___,在装置C中应加入__,其目的是吸收反应中可能生成的酸性气体(填正确选项前的字母)。

a.水 b.浓硫酸 c.氢氧化钠溶液 d.饱和碳酸氢钠溶液

4)判断D中反应结束的方法是___,将D12﹣二溴乙烷粗产品置于分液漏斗中加水,振荡后静置,产物应在___层(填“上”、“下”)。

5)若产物中有少量副产物乙醚,可用___的方法除去。

6)反应过程中应用冷水冷却装置D,其主要目的是乙烯与溴反应时放热,冷却可避免溴的大量挥发;但又不能过度冷却(如用冰水),其原因是__

【答案】先乙醇再浓硫酸 防止乙醇挥发 CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br 沸石 防暴沸 d 平衡气压,放堵塞 c 溴完全褪色 蒸馏 过度冷却会使其凝固而使气路(或导管)堵塞

【解析】

装置A是乙醇在浓硫酸的存在下在170℃脱水生成乙烯,浓硫酸的强氧化性、脱水性导致市场的乙烯气体中含有杂质二氧化硫、二氧化碳、水蒸气等杂质,通过装置B中长导管内液面上升或下降调节装置内压强,B为安全瓶,可以防止倒吸,根据E中内外液面高低变化,可以判断是否发生堵塞,二氧化碳、二氧化硫能和氢氧化钠溶液反应,装置C是利用氢氧化钠溶液吸收杂质气体,溴在常温下,易挥发,乙烯与溴反应时放热,溴更易挥发,装置D冷却可避免溴的大量挥发,但12-二溴乙烷的凝固点9℃较低,不能过度冷却,否则会使产品凝固而堵塞导管,12-二溴乙烷和水不互溶,12-二溴乙烷密度比水大,所以加水,振荡后静置,产物应在下层,分离得到产品,以此解答该题。

(1)浓硫酸的密度比乙醇大,且溶解时放热,则配制混合液时先乙醇再浓硫酸;用少量的溴和足量的乙醇、浓硫酸制备12-二溴乙烷的需分两步进行,反应原理如下:第一步反应为CH3CH2OHCH2 = CH2↑+ H2O,第二步反应为CH2=CH2+Br2→BrCH2CH2Br

(2)液体混合液加热时需要加入碎瓷片或沸石,以防止暴沸;乙醇在浓硫酸140℃的条件下,发生分子内脱水生成乙醚,可能迅速地把反应温度提高到170℃左右,其最主要目的是:减少副产物乙醚生成,故答案为:d

(3)使用装置B可平衡气压,防止装置CD中导管堵塞;浓硫酸具有强氧化性,将乙醇氧化成二氧化碳,自身被还原成二氧化硫,二氧化碳、二氧化硫能和氢氧化钠溶液反应而被吸收,防污染环境,故答案为:c

(4)乙烯能使D中液溴褪色,则D中溴完全褪色时即可说明反应结束;将D12﹣二溴乙烷粗产品置于分液漏斗中加水,振荡后静置,因12-二溴乙烷和水不互溶,且12-二溴乙烷密度比水大,则产物应在下层;

(5)12-二溴乙烷与乙醚的沸点不同,两者均为有机物,互溶,用蒸馏的方法将它们分离;

(6)溴在常温下,易挥发,乙烯与溴反应时放热,溴更易挥发,冷却可避免溴的大量挥发,但12-二溴乙烷的凝固点9℃较低,不能过度冷却,过度冷却会使其凝固而使气路堵塞,B中长导管内液面上升。

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