题目内容
【题目】化学实验小组欲在实验室制备溴乙烷(图甲)和1﹣溴丁烷(图乙),涉及化学反应如下:
NaBr+H2SO4═HBr+NaHSO4 ①
C2H5﹣OH+HBrC2H5﹣Br+H2O ②
CH3CH2CH2CH2﹣OH+HBrCH3CH2CH2CH2﹣Br+H2O ③
可能存在的副反应有:醇在浓硫酸的存在下脱水生成烯和醚,Br﹣被浓硫酸氧化为Br2等。有关数据列表如下;
乙醇 | 溴乙烷 | 正丁醇 | 1﹣溴丁烷 | |
密度/gcm﹣3 | 0.7893 | 1.4604 | 0.8098 | 1.2758 |
沸点/℃ | 78.5 | 38.4 | 117.2 | 111.6 |
请回答下列问题:
(1)图乙中仪器A的名称为_____。
(2)乙醇的沸点高于溴乙烷的沸点,其原因是_____。
(3)将1﹣溴丁烷粗产品置于分液漏斗中加水,振荡后静置,产物在_____(填“上层”、“下层”或“不分层”)。
(4)制备操作中,加入的浓硫酸必需进行稀释,其目的是_____。(填字母)
A.减少副产物烯和醚的生成
B.减少Br2的生成
C.减少HBr的挥发
D.水是反应的催化剂
(5)欲除去溴代烷中的少量杂质Br2,下列物质中最适合的是_____。(填字母)
A.NaIB.NaOHC.NaHSO3D.KCl
(6)制备溴乙烷(图甲)时,采用边反应边蒸出产物的方法,其有利于_____;但制备1﹣溴丁烷(图乙)时却不能边反应边蒸出产物,其原因是_____。
【答案】球形冷凝管 C2H5OH分子间存在氢键,溴乙烷分子间不能形成氢键 下层 ABC C 使平衡向生成溴乙烷的方向移动 1-溴丁烷和正丁醇的沸点相差较小,所以不能边反应边蒸出产物
【解析】
(1)仪器A为球形冷凝管;
(2)分子间氢键的存在导致物质的熔沸点升高;
(3)1﹣溴丁烷难溶于水,密度比水大;
(4)根据可能发生的副反应和反应物的溶解性分析;
(5)根据杂质的化学性质分析;
(6)根据化学平衡移动的原理分析。
(1)图乙中仪器A为球形冷凝管,故答案为:球形冷凝管;
(2)分子间氢键的存在导致物质的熔沸点升高,C2H5OH分子间存在氢键,溴乙烷分子间不能形成氢键,所以乙醇的沸点比溴乙烷溴乙烷的高,故答案为:C2H5OH分子间存在氢键,溴乙烷分子间不能形成氢键;
(3)1﹣溴丁烷难溶于水,密度比水大,则将1﹣溴丁烷粗产品置于分液漏斗中加水,振荡后静置,1﹣溴丁烷在下层,故答案为:下层;
(4)A、浓硫酸和1-丁醇反应发生副反应消去反应生成烯烃、分子间脱水反应生成醚,稀释后不能发生类似反应减少副产物烯和醚的生成,故正确;
B、浓硫酸具有强氧化性能将溴离子氧化为溴单质,稀释浓硫酸后能减少溴单质的生成,故正确;
C、反应需要溴化氢和1-丁醇反应,浓硫酸溶解溶液温度升高,使溴化氢挥发,稀释后减少HBr的挥发,故正确;
D.、水是产物不是反应的催化剂,故错误;
ABC正确,故答案为:ABC;
(5)A、NaI和溴单质反应,但生成的碘单质会混入,故错误;
B、溴单质和氢氧化钠反应,溴代烷也和NaOH溶液中水解反应,故错误;
C、溴单质和NaHSO3溶液发生氧化还原反应,可以除去溴单质,故正确;
D、KCl不能除去溴单质,故错误;
C正确,故选C;
(6)根据题给信息知,乙醇和溴乙烷的沸点相差较大,采用边反应边蒸出产物的方法,可以使平衡向生成溴乙烷的方向移动,而1-溴丁烷和正丁醇的沸点相差较小,若边反应边蒸馏,会有较多的正丁醇被蒸出,所以不能边反应边蒸出产物;而1-溴丁烷和正丁醇的沸点相差较小,所以不能边反应边蒸出产物,故答案为:使平衡向生成溴乙烷的方向移动;1-溴丁烷和正丁醇的沸点相差较小,所以不能边反应边蒸出产物。