题目内容

10．实验室制备溴代烃的反应如下：
NaBr+H2SO4═HBr+NaHSO4 ①
R-OH+HBr?R-Br+H2O ②
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；
物质乙醇溴乙烷正丁醇1-溴丁烷
密度/g•cm-3 0.78931.46040.80981.2758
沸点/℃78.538.4117.2101.6
请回答下列问题：
（1）在溴乙烷和1-溴丁烷的制备实验中，下列仪器最不可能用到的是d．
a．圆底烧瓶     b量筒．      c．锥形瓶    d．容量瓶
（2）溴代烃的水溶性小于（填“大于”、“等于”或“小于”）相应的醇；其原因是醇分子可与水分子形成氢键，溴代烃分子不能与水分子形成氢键．
（3）将1-溴丁烷粗产品置于分液漏斗中加水，振荡后静置，水层在上层（填“上层”、“下层”或“不分层”）．
（4）制备操作中，加入的浓硫酸必须进行稀释，其目的不正确的是a．
a．水是反应的催化剂    b．减少Br2的生成
c．减少HBr的挥发      d减少副产物烯和醚的生成
（5）在制备溴乙烷时，采用边反应边蒸出产物的方法，其原因是平衡向生成溴乙烷的方向移动；但在制备1-溴丁烷时却不能边反应边蒸出产物，其原因是1-溴丁烷与正丁醇的沸点差较小，若边反应边蒸馏，会有较多的正丁醇被蒸出．

分析 （1）根据溴乙烷和1-溴丁烷的制备实验，溴乙烷和1-溴丁烷为非电解质，实验中无需使用容量瓶配制溶液；
（2）醇能和水形成氢键的物质而易溶于水；1-溴丁烷的密度大于水，且和水不互溶；
（3）1-溴丁烷和水不能形成氢键所以不易溶于水，且密度大于水；
（4）根据水是产物不是反应的催化剂，浓硫酸具有强氧化性，能氧化溴离子为溴单质，浓硫酸稀释放热，溶液温度升高，浓硫酸和1-丁醇反应发生副反应消去反应分析；
（5）根据平衡移动原理分析采用边反应边蒸出产物的原因；根据1-溴丁烷和正丁醇的沸点的沸点大小判断．

解答 解：（1）容量瓶主要用于配制一定物质的量的浓度的溶液操作，但溴乙烷和一溴丁烷制备均为有机物制备，无需配制溶液，则无需使用，故答案为：d；
（2）醇能和水形成氢键的物质而易溶于水，溴代烃和水不反应也不能和水形成氢键，所以溴代烃的水溶性小于相应的醇，
故答案为：小于；醇分子可与水分子形成氢键，溴代烃分子不能与水分子形成氢键；
（3）1-溴丁烷和水不能形成氢键所以不易溶于水，且密度大于水，所以将1-溴丁烷粗产品置于分液漏斗中加水，振荡后静置，产物在下层，水层在上层；
故答案为：上层；
（4）a．水是产物不是反应的催化剂，故a错误；
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Br2的生成，故b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c正确；
d．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d正确；
故答案为：a；
（5）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，
故答案为：平衡向生成溴乙烷的方向移动；1-溴丁烷与正丁醇的沸点差较小，若边反应边蒸馏，会有较多的正丁醇被蒸出．

点评 本题考查了制备实验方案的设计，明确物质的性质及实验原理是设计实验的前提，同时考查了学生分析问题、解决问题的能力，本题难度中等．

练习册系列答案
相关题目
2．在不同温度下，水溶液中c（H+）与c（OH-）有如图所示关系，下列有关说法正确的是（　　） 
A．c点对应的溶液中大量存在的离子可能为：Na+、H+、Cl-、NO3-
B．将25℃时的KCl溶液加热到t℃，则该溶液中的c（OH-）由a点变化到b点
C．t℃＜25℃
D．ac线上的任意一点溶液均有c（H+）=c（OH-）
1．空气质量与我们的健康息息相关，目前我国通过监测6项污染物的质量浓度来计算空气质量指数（AQI），SO2、NO2和CO是其中3项中的污染物．
（1）一定温度下，向固定体积为2L的密闭容器中充入SO2和NO2各1mol，发生反应SO2（g）+NO2（g）?SO3（g）+NO（g），测得上述反应5min末到达平衡，此时容器中NO与NO2的体积比为3：1，则这段时间内SO2的反应速率υ（SO2）=0.075mol/（L•min），此反应在该温度下的平衡常数K=9．
（2）甲醇日趋成为重要的有机燃料，通常利用CO和H2合成甲醇，其反应的化学方程式为CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）．今在一容积可变的密闭容器中，充有10mol CO和20mol H2用于合成甲醇．CO的平衡转化率（α）与温度（T）、压强（P）的关系如图所示：
①上述合成甲醇的反应为放热反应（填“放热”或“吸热”）．
②A、B、C三点的平衡常数KA、KB、KC的大小关系为KA=KB＞KC．A、B两点对应的压强大小关系是PA小于PB（填“大于”、“小于”或“等于”）．
③若将达到平衡状态A时生成的甲醇用于构成甲醇一氧气燃料电池，电解质溶液为KOH浓溶液，则该电池工作时正极的电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，理论上通过外电路的电子最多为30mol．
18．在100℃时，将0.200mol的四氧化二氮气体充入2L真空的密闭容器中，发生如下反应，N2O4═2NO2，每隔一定的时间对该容器内的物质进行分析，得到如下表格：?

时间s
浓度mol/L		020406080100
c（N2O4）0.100c10.050c3ab
c（NO2）0.0000.060c20.1200.1200.120
请回答下列问题：?
（1）该反应达到平衡时，四氧化二氮的转化率为60%，表中c2＞c3（填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）20s时四氧化二氮的浓度c1=0.070mol/L，在0s～20s时间段内，四氧化二氮的平均反应速率为0.0015mol/（L•s）．
（3）100℃时，该反应的平衡常数K=0.36mol/L．
（4）若在相同情况下最初向该容器中充入的是二氧化氮气体，要达到上述同样的平衡状态，二氧化氮的起始浓度是0.200mol/L．
（5）若在相同情况下向该容器中充入0.2mol四氧化二氮和0.3mol二氧化氮气体，则到达平衡前v（正）＞ v（逆）（填“＞”、“＜”或“=”）．
5．苯甲酸乙酯是一种无色透明液体、能与乙醇、乙醚混溶，不溶于水．用于配制香水香精和人造精油，其制备原理如下：

已知：
物质颜色状态密度/g/cm3熔点/℃沸点/℃
苯甲酸白色固体1.2659122249
苯甲酸乙酯无色液体1.05-34.6212.6
乙酸无色液体1.049216.6117.9
乙醇无色液体0.789-117.378.5
乙酸乙酯无色液体0.894-0.898-83.677.1
乙醚无色液体0.713-116.334.6
*苯甲酸在100℃会迅速升华．
（1）如图1为课本上制取乙酸乙酯的实验装置图，请回答下列问题：

①乙醇、乙酸和浓硫酸混合的先后顺序先加乙醇，再加浓硫酸，等冷却再加乙酸；
②浓硫酸的作用是催化剂和吸水剂；
③实验开始前在饱和碳酸钠加入酚酞，溶液会变红，随着乙酸乙酯的蒸出，红色会变浅，但是无气体产生，请写出发生该变化的离子反应方程式CH3COOH+CO32-=CH3COO-+HCO3-；
（2）按照图2所示装置制备苯甲酸乙酯．
①制备：在圆底烧瓶中加入12.20g苯甲酸、25mL乙醇（过量）、4mL浓硫酸，混合均匀并加入沸石，按图2所示连接好仪器，其中分水器的作用是分离出反应生成的水，控制温度加热回流2h．
a．实验中使用分水器不断分离除去水的目的是分离反应过程中生的水，促进酯化反应向正反应方向进行；
b．从提供的分析实验室制取苯甲酸乙酯为什么不使用制取乙酸乙酯一样的装置？如果使用制取乙酸乙酯的装置，会使乙醇大量蒸馏出去，实验效率大大降低；
②产品的提纯
将圆底烧瓶中的残液倒入盛有冷水的烧瓶中，分批加入Na2CO3溶液呈中性；用分液漏斗分出有机层得粗产品．水层用25mL乙醚萃取分液，醚层与粗产品合并；在粗产品加入无水氯化钙后，静置、过滤，过滤液进行蒸馏，蒸出乙醚后，继续升温，接收210～213℃的馏分；产品经检验合格，测得产品体积为6mL．
c．在该实验分液过程中，产物应该从分液漏斗的上口倒出（填“上口倒出”可“下口倒出”）；
d．该实验中苯甲酸乙酯的产率为42%；
e．若加入的Na2CO3溶液不足，在之后的蒸馏时烧瓶内会出现白烟生成，产生该现象的原因在苯甲酸乙酯中有未除净的苯甲酸，受热至100℃时升华．
15．如图，在左试管中先加入2mL 95%的乙醇，并在摇动下缓缓加入3mL浓硫酸，再加入2mL乙酸，充分摇匀．在右试管中加入5mL饱和Na2CO3溶液．按图连接好装置，用酒精灯对左试管小火加热3～5min后，改用大火加热，当观察到右试管中有明显现象时停止实验．
（1）写出a试管中主要反应的方程式CH3COOH+CH3CH2OH$?_{△}^{浓H_{2}SO_{4}}$CH3COOCH2CH3+H2O；           
（2）试管b中观察到的主要现象是溶液分层、油状液体在上层；
（3）加入浓硫酸的作用：催化剂和吸水剂；
（4）饱和Na2CO3的作用是：吸取乙醇、除去乙酸，降低乙酸乙酯的溶解度；
（5）在实验中球形干燥管除起冷凝作用外，另一个重要作用是防止倒吸；
（6）反应开始时用酒精灯对左试管小火加热的原因是：加快反应速率，同时防止反应物为来得及反应而挥发损失；（已知乙酸乙酯的沸点为77℃；乙醇的沸点为78.5℃；乙酸的沸点为117.9℃）后改用大火加热的目的是蒸出生成的乙酸乙酯，使可逆反应向右进行．
（7）分离右试管中所得乙酸乙酯和Na2CO3溶液的操作为（只填名称）分液，所需主要仪器为分液漏斗．
2．铝及其化合物在生产生活中具有重要的作用．
（1）铝属于活泼金属却能在空气中稳定存在，原因是（用化学用语及相关文字说明表达式为4Al+3O2=2Al2O3，铝表面能形成致密的氧化膜，能保护内层金属不被氧化．
（2）下列实验能比较镁和铝的金属性强弱的是c（填字母序号）．
a．测定镁和铝的导电性强弱
b．测定等物质的量浓度的Al2（SO4）3和MgSO4溶液的pH
c．向0.1mol/LAlCl3和0.1mol/L MgCl2中加过量NaOH溶液
（3）冶炼金属铝时，用石墨做电极电解熔融Al2O3（填化学式），液态铝在阴（填“阴”或“阳”）极得到．
（4）AlCl3与NaN3在高温下反应可制得高温结构陶瓷氮化铝（AlN），且生成N2．
NaN3晶体中阴、阳离子个数比为1：1，写出反应化学方程式为AlCl3+3NaN3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3NaCl+4N2↑+AlN．
（5）聚合铝（PAC）是一种新型高效的无机高分子絮凝剂，广泛用于水的处理．用铝灰、铝土矿、铝渣等为原料（主要成分为Al、Al2O3）可制取聚合铝．实验步骤如下：

①写出酸溶过程中发生的非氧化还原反应的离子方程式：Al2O3+6H+=2Al3++3H2O
②聚合铝（PAC）的分子式为[Al2（OH）aClb]m，聚合铝中OH-与Al3+的比值对净水效果有很大影响，定义盐基度B=n（OH-）：3n（Al 3+ ），当B=$\frac{2}{3}$时，b=2（填入合适数字）．
③制取聚合铝的方法有多种，若将步骤I后的溶液pH直接调制4.2-4.5时，将在过程II发生聚合而得到某种聚合铝Alm（OH）nCl3m-n，写出生成该聚合铝的离子反应方程式是nAl3++（3m-n）Cl-+nH2O=Alm（OH）nCl3m-n+nH+．
19．工业上常利用含硫废水生产Na2S2O3•5H2O，实验室可用如图所示装置（略去部分夹持仪器）模拟生产过程．

烧瓶C中发生反应如下：
Na2S（aq）+H2O（l）+SO2（g）═Na2SO3（aq）+H2S（aq）（Ⅰ）
2H2S（aq）+SO2（g）═3S（s）+2H2O（l）（Ⅱ）
S（g）+Na2SO3（aq）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2S2O3（aq）（Ⅲ）
（1）仪器组装完成后，关闭两端活塞，向装置B中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液柱，若液柱高度保持不变，则整个装置气密性良好，装置D的作用是防止倒吸，装置E中为NaOH溶液．
（2）为提高产品纯度，应使烧瓶C中Na2S和Na2SO3恰好完全反应，则烧瓶C中Na2S和Na2SO3物质的量之比为2：1．
（3）装置B的作用之一是观察SO2的生成速率，其中的液体最好选择c
a、蒸馏水
b、饱和Na2SO3溶液
c、饱和NaHSO3溶液
d、饱和NaHCO3溶液
实验中，为使SO2缓慢进入烧瓶C，采用的操作是控制滴加硫酸的速度，已知反应（Ⅲ）相对较慢，则烧瓶C中反应达到终点的现象是溶液变澄清（或浑浊消失），反应后期可用酒精灯适当加热烧瓶A，实验室用酒精灯加热时必须使用石棉网的仪器还有a d
a、烧杯b、蒸发皿c、试管d、锥形瓶
（4）反应终止后，烧瓶C中的溶液经蒸发浓缩、冷却结晶即可析出Na2S2O3•5H2O，其中可能含有Na2SO3、Na2SO4等杂质，利用所给试剂设计实验，检测产品中是否存在Na2SO4，简要说明实验操作、现象和结论：取少量产品溶于足量稀盐酸中，静置，取上层清液（或过滤后取滤液），滴加BaCl2溶液，若出现白色沉淀则说明含有Na2SO4杂质
已知Na2S2O3•5H2O遇酸易分解：S2O32-+2H+═S↓+SO2↑+H2O，供选择的试剂：稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液．
20．下列实验操作或装置（略去部分夹持仪器）正确的是（　　）
A．
该装置气密性良好		B．
实验室制备氯气
C．
分离酒精和水		D．
蒸干NH4Cl溶液制NH4Cl固体

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