Question

4．已知：

药品名称	熔点/℃	沸点（℃）	密度g/cm3	溶解性
丁醇	-89.5	117.7	0.8098	微溶于水、溶于浓硫酸
1-溴丁烷	-112.4	101.6	1.2760	不溶于水和浓硫酸

根据题意完成填空：
（一）制备1-溴丁烷粗产品：在图1装置的圆底烧瓶中依次加入NaBr，10mL正丁醇，2粒沸石，分批加入1：1的硫酸溶液，摇匀，加热30min．化学方程式：NaBr+H₂SO₄+CH₃CH₂CH₂CH₂OH→CH₃CH₂CH₂CH₂Br+NaHSO₄+H₂O
（1）反应装置中加入沸石的目的是防止液体暴沸．配制体积比为1：1的硫酸所用的定量仪器为b（选填编号）
a．天平   b．量筒   c．容量瓶   d．滴定管
（2）冷凝管的进水方向为下进上出，这样选择的原因是能更充分冷凝．
（3）图2装置中，能代替上图中最后收集装置的是ABD（填序号）．

（4）若用浓硫酸进行实验，有机层中会呈现棕黄色，除去其中杂质的正确方法是d（选填编号）．
a．蒸馏  b．氢氧化钠溶液洗涤  c．用四氯化碳萃取  d．用亚硫酸钠溶液洗涤
（二）制备精品：将得到的粗1-溴丁烷依次用浓硫酸、水、10% 碳酸钠、水洗涤后加入无水氯化钙进行干燥，然后再将1-溴丁烷按图3装置蒸馏．（5）收集产品时，控制的温度应在101.6℃左右；
（6）实验制得的1-溴丁烷的质量为10.895g，则正丁醇的产率为72.7%．

Answer 1

分析 （1）反应装置中加入的固体M是沸石，目的是防止暴沸；用量筒量取相同量的硫酸和水再烧杯中进行混合；
（2）冷凝管是下管进水，上管出水，有利于冷却；
（3）根据图1中最后的收集装置是防倒吸装置来解答；
（4）若用浓硫酸进行实验，由于浓硫酸具有强氧化性会使部分溴离子氧化为溴单质；
a．蒸馏也会使部分原料物挥发出来；
b．氢氧化钠溶液洗涤，会使卤代烃发生水解，主成分减少；
c．用四氯化碳无法萃取，由于溴和卤代烃都能溶于四氯化碳；
d．用亚硫酸钠溶液洗涤可和溴发生氧化还原反应，再通过分液操作即可分离；
（5）根据表中1-溴丁烷的沸点可知收集产品时，控制的温度应在101.6℃左右；
（6）原料正丁醇的质量为lOmL×0.8098g/cm³=8.098g，根据题中方程式NaBr+H₂SO₄+CH₃CH₂CH₂CH₂OH→CH₃CH₂CH₂CH₂Br+NaHSO₄+H₂O，可以计算理论产生1-溴丁烷的质量为$\frac{137}{74}×8.098g$=14.99g，根据产率=$\frac{实际产量}{理论产量}$×100%计算．

解答 解：（1）反应装置中加入沸石的目的是防止暴沸；用量筒量取相同量的硫酸和水进行混合，故定量仪器为量筒；
故答案为：防止液体暴沸；b；
（2）冷凝管是下管进水，上管出水，这样冷却充分，冷凝效果好；
故答案为：下进上出； 能更充分冷凝；
（3）图1中最后的收集装置是防倒吸装置，ABD装置也可用于防倒吸；
故答案为：ABD；
（4）若用浓硫酸进行实验，由于浓硫酸具有强氧化性会使部分溴离子氧化为溴单质；
a．蒸馏也会使部分原料物挥发出来，无法除去其中杂质，故a错误；
b．氢氧化钠溶液洗涤，会使卤代烃发生水解，造成损失，故b错误；
c．由于溴和卤代烃都能溶于四氯化碳，用四氯化碳无法萃取，故c错误；
d．用亚硫酸钠溶液洗涤可和溴发生氧化还原反应，再通过分液操作即可分离，故d正确；
故答案为：d；
（5）根据表中1-溴丁烷的沸点可知收集产品时，控制的温度应在101.6℃左右；
故答案为：101.6；
（6）原料正丁醇的质量为lOmL×0.8098g/cm³=8.098g，根据题中方程式NaBr+H₂SO₄+CH₃CH₂CH₂CH₂OH→CH₃CH₂CH₂CH₂Br+NaHSO₄+H₂O，可以计算理论产生1-溴丁烷的质量为$\frac{137}{74}×8.098g$=14.99g，所以产率=$\frac{实际产量}{理论产量}$×100%=$\frac{10.895g}{14.99g}$×100%=72.7%；
故答案为：72.7%．

点评 本题以1-溴丁烷制备为背景，综合考查了物质的分离方法、实验装置、冷凝方法、转化率等，充分考查了学生分析、理解能力及解决实际问题的能力，本题难度中等．