题目内容
10.在实验中可以用图所示装置制备1,2-二溴乙烷.其中分液漏斗和烧瓶a中装有乙醇和浓硫酸的混合液:试管d中装有浓溴(表面覆盖少量水).填写下列空白:
(1)写出本题中制备1,2-二溴乙烷的两个化学方程式CH3CH2OH$→_{170℃}^{浓H_{2}SO_{4}}$CH2=CH2↑+H2O、CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br;
(2)容器c中NaOH溶液的作用是:除去乙烯中带出的SO2、CO2等酸性气体;
(3)某学生做此实验时,使用一定量的液溴,当溴全部褪色时,所消耗乙醇和浓硫酸混合液的量比正常情况下超出许多,如果装置的气密性没有问题,可能原因有乙烯发生(或通过液溴)速度过快(或实验过程中,乙烯和浓硫酸的混合液没有迅速达到170℃,发生副反应).(说出一条)
(4)反应中浓硫酸起催化剂、脱水剂 的作用.
分析 实验原理:乙醇和浓硫酸反应主要生成乙烯气体,反应为:CH3CH2OH$→_{170℃}^{浓H_{2}SO_{4}}$CH2=CH2↑+H2O,还可能混有碳和浓硫酸反应生成的CO2和SO2气体,b为安全瓶,c为净化除杂装置,d为乙烯和溴的反应装置,反应为:CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br,e为尾气吸收装置.
(1)实验室中用乙醇和浓硫酸加热来制取乙烯,然后用乙烯和溴单质的加成反应来制得1,2-二溴乙烷;
(2)根据上面的分析可知,乙烯中可能有CO2和SO2等酸性气体,对实验有干扰,所以要除去,C为净化装置,混合气体通过c瓶,CO2和SO2气体被氢氧化钠吸收,以防止其杂质与溴反应;
(3)乙醇和浓硫酸混合液没有完全反应生成乙烯,以及乙烯与溴反应的利用率减少的可能原因进行解答;
(4)浓硫酸具有吸水性,脱水性,强氧化性,结合该实验反应解答.
解答 解:(1)实验室中用乙醇和浓硫酸加热来制取乙烯,然后用乙烯和溴单质的加成反应来制得1,2-二溴乙烷,发生反应的化学方程式为:CH3CH2OH$→_{170℃}^{浓H_{2}SO_{4}}$CH2=CH2↑+H2O,CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br,
故答案为:CH3CH2OH$→_{170℃}^{浓H_{2}SO_{4}}$CH2=CH2↑+H2O、CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br;
(2)a中浓硫酸具有强氧化性,将乙醇氧化成二氧化碳,自身被还原成二氧化硫,CH3CH2OH+4H2SO4(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4SO2↑+CO2↑+7H2O+C,二氧化碳、二氧化硫能和氢氧化钠溶液反应而被吸收,反应为:SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O,CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O,所以容器c中所装的NaOH溶液作用为,除去乙烯中带出的SO2、CO2等酸性气体杂质,以防止其杂质与溴反应,
故答案为:NaOH溶液;除去乙烯中带出的SO2、CO2等酸性气体;
(3)当溴全部褪色时,所消耗乙醇和浓硫酸混合液的量,比正常情况下超过许多的原因可能是乙烯发生(或通过液溴)速度过快,导致大部分乙烯没有和溴发生反应;此外,也可能是实验过程中,乙烯和浓硫酸的混合液没有迅速达到170℃而生成了乙醚等,
故答案为:乙烯发生(或通过液溴)速度过快(或实验过程中,乙烯和浓硫酸的混合液没有迅速达到170℃,发生副反应);
(4)利用乙醇在浓硫酸的催化作用下发生分子内脱水制取乙烯,浓硫酸起催化剂作用、脱水剂作用,
故答案为:催化剂、脱水剂.
点评 本题考查了制备实验方案的设计、溴乙烷的制取方法,题目难度中等,注意掌握溴乙烷的制取原理、反应装置选择及除杂、提纯方法是解题的关键,注重培养学生分析问题、解决问题的能力.
| 容器编号 | 起始时各物质物质的量/mol | 达平衡时体系能量的变化 | ||
| X2 | Y2 | XY3 | ||
| ① | 1 | 3 | 0 | 放热46.3 kJ |
| ② | 0.8 | 2.4 | 0.4 | Q(Q>0) |
| A. | 容器①、②中反应达平衡时XY3的平衡浓度相同 | |
| B. | 容器①、②中达到平衡时各物质的百分含量相同 | |
| C. | 达平衡时,两个容器中XY3的物质的量浓度均为2 mol•L-1 | |
| D. | 若容器①体积为0.20 L,则达平衡时放出的热量大于46.3 kJ |
R-OH+HBr?R-Br+H2O ②
可能存在的副反应有:醇在浓硫酸的存在下脱水生成烯和醚,Br-被浓硫酸氧化为Br2等.有关数据如表;
| 乙醇 | 溴乙烷 | 正丁醇 | 1-溴丁烷 | |
| 密度/g•cm-3 | 0.7893 | 1.4604 | 0.8098 | 1.2758 |
| 沸点/℃ | 78.5 | 38.4 | 117.2 | 101.6 |
(1)在溴乙烷和1-溴丁烷的制备实验中,下列仪器最不可能用到的是b.
a.圆底烧瓶 b. 容量瓶 c.锥形瓶 d.量筒
(2)溴代烃的水溶性小于(填“大于”、“等于”或“小于”)相应的醇;其原因是醇分子可与水分子之间形成氢键,溴代烃不能与水分子之间形成氢键.
(3)将1-溴丁烷粗产品置于分液漏斗中加水,振荡后静置,产物在下层(填“上层”、“下层”或“不分层”).
(4)制备操作中,加入的浓硫酸必须进行稀释,其目的不正确的是a.
a. 水是反应的催化剂 b.减少Br2的生成 c.减少HBr的挥发 d.减少副产物烯和醚的生成
(5)在制备溴乙烷时,采用边反应边蒸出产物的方法,其原因是平衡向生成溴乙烷的方向移动(或反应②向右移动);但在制备1-溴丁烷时却不能边反应边蒸出产物,其原因是1-溴丁烷与正丁醇的沸点差较小,若边反应边蒸馏,会有较多的正丁醇被蒸出.
| A. | 二者溶液中的pH前者大 | |
| B. | 后者仅存在水解平衡,不存在电离平衡 | |
| C. | 两溶液中均存在c(Na+)+c(H+)=c(HCO${\;}_{3}^{-}$)+2c(CO${\;}_{3}^{2-}$)+c(OH-) | |
| D. | 分别加入NaOH固体,恢复到原温度,c(CO${\;}_{3}^{2-}$)前者增大后者减小 |
| A. | 这种软锰矿石中MnO2的质量分数为75% | |
| B. | 被氧化的HCl的物质的量为4mol | |
| C. | 参加反应的HCl的质量为146g | |
| D. | 被还原的MnO2的物质的量为1mol |