Question

17．实验室可用NaBr、浓H₂SO₄和乙醇为原料制备溴乙烷．已知反应物的用量为：0.30 mol NaBr（s）；0.25 mol 乙醇（密度为0.80g•cm^-1）；36 mL浓硫酸（溶质的质量分数为98%，密度为1.84 g•mL^-1）；25 mL水．回答下列问题．
（1）该实验应选择图中的a装置还是b装置？a（填序号）．
（2）经计算，反应物总体积约为75mL，反应装置中的烧瓶应选择下列哪种规格最合适？C（填序号）．
A.50mL  B.100mL  C.150mL  D.250mL
（3）冷凝管中的冷凝水的流向应是B（填序号）．
A．A进B出   B．B进A出   C．从A进或B进均可
（4）由NaBr、浓H₂SO₄和乙醇共热制备溴乙烷的化学反应方程式为NaBr+H₂SO₄（浓）+C₂H₅OH$\stackrel{△}{→}$NaHSO₄+C₂H₅Br+H₂O，可能发生的副反应为C₂H₅OH$→_{170℃}^{浓硫酸}$C₂H₄↑+H₂O，2C₂H₅OH $→_{140℃}^{浓硫酸}$C₂H₅OC₂H₅+H₂O，2HBr+H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Br₂+SO₂↑+2H₂O等．
（5）从棕黄色的粗溴乙烷中提取无色溴乙烷应加入的试剂是NaOH溶液，使用的主要仪器是分液漏斗．
（6）若本实验的产率为60%，则可制取溴乙烷16.35g．

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）冷凝管中采用逆向通水冷凝效果好；
（4）由NaBr、浓H₂SO₄和乙醇共热生成硫酸氢钠、溴乙烷和水；在浓硫酸作用下，乙醇在170℃发生消去反应生成乙烯，在140℃发生分子间脱水生成乙醚，浓硫酸还能够氧化HBr，据此写出反应的化学方程式；
（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．

解答 解：（1）由题给信息可知知该反应为：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）=$\frac{0.25mol×46g/mol}{0.80g/c{m}^{3}}$=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，即：B进A出，
故答案为：B；
（4）由NaBr、浓H₂SO₄和乙醇共热制备溴乙烷的化学反应方程式为：NaBr+H₂SO₄（浓）+C₂H₅OH$\stackrel{△}{→}$NaHSO₄+C₂H₅Br+H₂O；
可能发生的副反应有：C₂H₅OH$→_{170℃}^{浓硫酸}$C₂H₄↑+H₂O，2C₂H₅OH $→_{140℃}^{浓硫酸}$C₂H₅OC₂H₅+H₂O，2HBr+H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Br₂+SO₂↑+2H₂O等，
故答案为：NaBr+H₂SO₄（浓）+C₂H₅OH$\stackrel{△}{→}$NaHSO₄+C₂H₅Br+H₂O；C₂H₅OH$→_{170℃}^{浓硫酸}$C₂H₄↑+H₂O，2C₂H₅OH $→_{140℃}^{浓硫酸}$C₂H₅OC₂H₅+H₂O，2HBr+H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Br₂+SO₂↑+2H₂O等；
（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．

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知识，题目难度中等，明确实验目的、实验原理是解答本题的关键，试题培养了学生的分析、理解能力及化学实验能力．