Question

4．已知乙醇在加热的条件下可与HBr反应得到溴乙烷（CH₃CH₂Br），二者某些物理性质如下表所示：

	溶解性（本身均可做溶剂）	沸点（℃）	密度（g/mL）
乙醇	与水混溶，易溶于有机溶剂	78.5	0.8
溴乙烷	难溶于水，易溶于有机溶剂	38.4	1.4

某研究性学习小组的同学将乙醇、80%的硫酸、NaBr固体按一定比例混合后（总体积约140mL）置于图1的反应容器B中后进行加热（两个装置中的加热、固定装置及沸石均省略）．

（1）①仪器A的名称是：直形冷凝管；
②容器B的容积是：c，
a．150mLb．200mLc．250mL
（2）两个水槽中的液体均是冰水，使用冰水的目的是降温，减少溴乙烷的挥发．
（3）HBr与乙醇反应生成目标产物的化学方程式HBr+CH₃CH₂OH$\stackrel{△}{→}$CH₃CH₂Br+H₂O．
（4）图1中收集到的产品中含有一定量的杂质Br₂．为除去该杂质，可先向混合液中加入适量的（从下面所给试剂中选取）bd，然后再进行分液操作即可．
a．四氯化碳    b．碳酸钠稀溶液    c．无水CaCl₂    d．无水MgSO₄
（5）经过（4）处理后的目标产物中还含有少量的水等杂质，可通过向产品中加入一定量的c（从上面的a～d中选取），充分作用后，过滤，将滤液使用图2中的装置进行提纯，冷却水应从a口（填a或b）进入．
（6）若实验中使用的无水乙醇的体积是46mL，蒸馏后得到的纯溴乙烷的体积是50rnL，则溴乙烷的产率为80.275%．

Answer 1

分析 （1）①根据仪器的作用与特征分析仪器A的名称为直形冷凝管；②根据烧瓶中溶液体积不超过约占$\frac{2}{3}$，结合反应的液体总体积分析；
（2）两个水槽中的液体均是冰水，使用冰水是为了冷凝产物CH₃CH₂Br，降温，减少溴乙烷的挥发；
（3）HBr并和乙醇发生取代反应生成溴乙烷和水；
（4）溴乙烷中混有溴，除杂时注意溴和溴乙烷的性质角度考虑，溴水与碳酸钠反应消耗；溴乙烷与溶液不互溶，可用分液的方法分离；
（5）溴乙烷中混有水时，可加入无水CaCl₂除去；蒸馏时冷水应从冷凝管的下端进入，上端出，与蒸汽逆流可充分冷凝；
（6）先求出n（乙醇）=$\frac{46ml×0.8g/ml}{46g/mol}$=0.8mol，n（溴乙烷）=$\frac{50mL×1.4g/ml}{109g/mol}$≈0.6422mol，然后根据转化率的概念来解答．

解答 解：（1）①根据仪器特征，仪器A的作用是冷凝回流，名称是直形冷凝管，故答案为：直形冷凝管；
②总体积约为140mL，烧瓶中溶液体积不超过$\frac{2}{3}$，则容器B的容积是250mL，故答案为：C；
（2）溴乙烷沸点只有38.4℃，沸点低，易挥发，两个水槽中的液体均是冰水，使用冰水的目的是：降温，减少溴乙烷的挥发，
故答案为：降温，减少溴乙烷的挥发；
（3）HBr并和乙醇发生取代反应生成溴乙烷和水：HBr+CH₃CH₂OH$\stackrel{△}{→}$CH₃CH₂Br+H₂O，
故答案为：HBr+CH₃CH₂OH$\stackrel{△}{→}$CH₃CH₂Br+H₂O；
（4）由于浓硫酸具有强氧化性，将HBr氧化物Br₂，产物溴乙烷中混有单质溴，蒸馏不能完全除去杂质，并且操作麻烦，四氯化碳与溴乙烷、溴单质都会溶，会引入新的杂质，无水CaCl₂、无水MgSO₄都不能与单质溴反应，不能除去单质溴，碳酸钠溶液能和溴单质反应，溴单质被除去，溴乙烷与溶液不互溶，两者分层，用分液的方法分离，
故答案为：b； 分液；
（5）经过（3）处理后的目标产物中还含有少量的水，可通过向产品中加入一定量无水CaCl₂或无水MgSO₄
，为了充分冷凝，蒸馏时冷水应从冷凝管的下端a口进入，上端出，
故答案为：Cd；a；
（6）46mL乙醇的物质的量为n（乙醇）=$\frac{46ml×0.8g/ml}{46g/mol}$=0.8mol，则理论上应生成溴乙烷0.8moL，实际上生成溴乙烷50mL，n（溴乙烷）=$\frac{50mL×1.4g/ml}{109g/mol}$≈0.6422mol，则溴乙烷的产率为$\frac{0.6422mol}{0.8mol}$×100%≈80.275%，
故答案为：80.275．

点评 本题考查溴乙烷的实验室制取，侧重考查学生实验分析的能力，掌握实验原理和物质的性质是解题的关键，综合性较强，题目难度中等．