Question

【题目】由正丁醇(用nC4H9OH表示)制备正溴丁烷(沸点：101.6 ℃)的反应如下所示：

nC4H9OH＋NaBr＋H2SO4―→nC4H9Br＋NaHSO4＋H2O

副反应：nC4H9OHCH3CH2CH＝CH2↑＋H2O

2nC4H9OH (nC4H9)2O＋H2O

3H2SO4(浓)＋2NaBr(固)===2NaHSO4＋Br2↑＋SO2↑＋2H2O

已知反应物及其用量：固体NaBr 0.24 mol，nC4H9OH 0.20 mol，浓H2SO4 29 mL，H2O 20 mL。

制备过程经历如下五个步骤，试回答下列问题：

Ⅰ.投料：在圆底烧瓶中加入20 mL水，再慢慢加入29 mL浓硫酸，混合均匀并冷却至室温后，再依次加入0.20 mol正丁醇(约18 mL)和0.24 mol溴化钠，充分振荡后加入几粒沸石。

(1)冷却至室温后再加正丁醇和溴化钠的目的是______(填字母代号)。

A．减少HBr的挥发

B．防止正丁醇的挥发

C．防止溴化钠被氧化

D．防止温度过高导致炭化结焦

(2)本反应中硫酸与溴化钠作用生成氢溴酸，氢溴酸与正丁醇作用发生取代反应生成正溴丁烷。硫酸的用量和浓度过大都对本制备不利的主要原因是_______。

Ⅱ.加热回流：反应装置选择②而不选择①的原因是_____________。在反应装置中冷凝水应该从_____(填“A”或“B”)端进水。

Ⅲ.分离粗产物：反应结束待反应液冷却后，用直形冷凝管换下球形冷凝管，将其变为蒸馏装置进行蒸馏，得到的粗产物中除主产品外，还含下列选项中的____(填序号)。

①nC4H9OH　②SO2　③(nC4H9)2O　④Br2　⑤NaHSO4

⑥H2O　⑦H2SO4

Ⅳ.洗涤粗产物：将馏出液移至分液漏斗中，加入等体积的水洗涤后，分液得有机层。如果不能判断哪层是有机层，可以用______________方法来判断。对有机层进行洗涤除杂、除水后可得到粗产品。

Ⅴ.收集产物：将干燥好的产物移至小蒸馏瓶中，加热蒸馏，收集99～103 ℃的馏分。要证明最终产物是nC4H9Br，方法是_________。

Answer 1

【答案】 ABC 会促进副反应进行 可以防止挥发性尾气进入空气污染环境 B ①③④⑥ 从任意一层取少量液体加水，如混溶则该层为水层；不混溶则为有机层 测定产品的沸点

【解析】（1）A．高沸点物质能制低沸点物质，加入浓硫酸和溴化钠的作用是产生HBr，然后HBr与正丁醇发生取代反应，故A正确；B．正丁醇易挥发，冷却至室温能减少正丁醇挥发，故B正确；C．浓硫酸与溴化钠在加热时，氧化性增强，更易发生氧还原反应，故C正确；D、此温度下还不足以使正丁醇发生炭化结焦，故D错误；故选：ABC；（2）硫酸用量过大或浓度过大将会使题中的副反应增多，故答案为：会促进副反应进行；2．装置Ⅱ比装置Ⅰ多了一个尾气吸收装置，因本实验中有有毒且易溶于水的HBr、SO2等，故应选择装置Ⅱ，既能消除污染又能防止倒吸。冷凝水应该从B端进入，这样热交换效果好，冷凝回流的效果好；Ⅲ.①是未反应完的物质，故存在；②是气体，不会留在蒸馏产物中；③、④是液态副产物，故存在；⑥是液态生成物故存在；⑤、⑦的沸点高，不会被蒸馏出来，故选：①③④⑥；Ⅳ.利用有机层与水层在水溶性上的差异，可以从任意一层取少量液体加水，如混溶则该层为水层；不混溶则为有机层；Ⅴ证明某一纯净物最好的方法是根据纯净物本身的性质，如固体的熔点、液体的沸点等，故答案为：测定产品的沸点。