Question

3．实验室用NaBr、浓H₂SO₄、乙醇为原料，制备溴乙烷，反应的化学方程式为：
NaBr+H₂SO₄（浓）+C₂H₅OH$\stackrel{△}{→}$NaHSO₄+C₂H₅Br+H₂O
已知反应物的用量：0.3mol NaBr（s）；0.25mol乙醇；36mL浓硫酸（溶质质量分数为98%，密度为1.84g•mL^-1）；25mL水，其中乙醇的密度为0.80g•mL^-1．回答下列问题：
（1）该实验应选择下图中的 （填“a”或“b”）装置．a
（2）反应装置中的烧瓶应选择下列哪种规格最合适C
A．50mLB．100mLC．150mLD．250mL
（3）冷凝管中的冷凝水的流向应是B
A．A进B出B．B进A出C．从A进或B进均可
（4）上述实验完成后，需要将烧瓶中的有机物蒸馏出来，所得馏出液中含有C₂H₅Br、C₂H₅OC₂H₅和Br₂．
（5）用棕黄色的粗溴乙烷制取无色的溴乙烷应加入的试剂是NaOH溶液，必须使用的仪器是分液漏斗．
（6）本实验的产率为60%，则可制取溴乙烷16.35g．
（7）为除去溴乙烷中残留的少量水，可选用无水CaCl₂作干燥剂，并蒸馏．为证明最终得到的产品--溴乙烷中含有溴元素，下列几项实验步骤，其正确的操作顺序是：取少量溴乙烷，然后④①⑤③②（填代号）．
①加热；②加入AgNO₃溶液；③加入稀HNO₃酸化；④加入NaOH溶液；⑤冷却．

Answer 1

分析 （1）根据a、b装置的不同点进行解答；
（2）根据相关数据计算，加热时烧瓶内液体的体积应小于烧瓶容积；
（3）从冷凝的原理出发解答；
（4）根据该反应过程发生的副反应及反应产物分析；
（5）溴乙烷中含有单质溴显棕黄色，根据溴单质的性质选择除杂试剂；根据分离互不相溶的液体的操作分析；
（6）已知n（乙醇）=0.25mol，然后根据方程式结合转化率来解答；
（7）溴乙烷在碱性条件下水解生成乙醇和NaBr，中和多余的碱，然后用硝酸银检验溴离子．

解答 解：（1）由题给信息，知该反应为：NaBr+H₂SO₄（浓）+C₂H₅OH$\stackrel{△}{→}$NaHSO₄+C₂H₅Br+H₂O，反应需要加热，所以应采用装置a，
故答案为：a；
（2）烧瓶的规格与所盛液体的体积有关，加热时烧瓶内液体的体积应小于烧瓶的容积的$\frac{2}{3}$，
V（C₂H₅OH）=$\frac{0.25mol×46g•mo{l}^{-1}}{0.80g•c{m}^{-3}}$=14cm^-3=14mL，忽略混合时体积变化，混合后液体的总体积约为36mL+25mL+14mL=75mL，所以150mL的烧瓶最合适，
故答案为：C；
（3）冷凝时，水需充满冷凝器，为了防止冷凝器冷凝时，受热不均匀破裂，冷凝水应下进上出．
故答案为：B；
（4）可能发生的副反应有：C₂H₅OH$→_{170℃}^{浓H_{2}SO_{4}}$C₂H₄↑+H₂O，2C₂H₅OH $→_{140℃}^{浓H_{2}SO_{4}}$C₂H₅OC₂H₅+H₂O，2HBr+H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$Br₂+SO₂↑+2H₂O等，
则反应产物混合液中含有C₂H₅Br、C₂H₅OC₂H₅和Br₂，所以将烧瓶中的有机物蒸馏出来，所得馏出液中含有C₂H₅Br、C₂H₅OC₂H₅和Br₂．
故答案为：C₂H₅Br、C₂H₅OC₂H₅和Br₂；
（5）棕黄色的粗溴乙烷，是由于溴乙烷溶解了Br₂的缘故，可用NaOH溶液洗涤除去，溴乙烷难溶于水，可以用分液漏斗分离溴乙烷和水溶液；
故答案为：NaOH溶液；分液漏斗
（6）已知n（乙醇）=0.25mol，实验的产率为60%，则n（溴乙烷）=0.25mol×60%=0.15mol，
反应方程式为：NaBr+H₂SO₄（浓）+C₂H₅OH$\stackrel{△}{→}$NaHSO₄+C₂H₅Br+H₂O，
则m（溴乙烷）=0.15mol×109g/mol=16.35g，
故答案为：16.35．
（7）溴乙烷与氢氧化钠溶液混合加热，溴乙烷水解生成乙醇和NaBr，然后加硝酸中和多余的碱，再向溶液中加硝酸银，生成浅黄色沉淀，说明含有溴离子，即溴乙烷中含有溴元素，所以正确的操作顺序是④①⑤③②；
故答案为：④①⑤③②．

点评 本题主要考查了溴乙烷的制备，侧重于实验制备方案设计、物质的分离提纯、有关方程式的计算等，注意掌握相关物质的基本化学性质、明确实验目的是解答本题的关键，平时须注意积累相关反应知识，难度中等．