已知乙醇在加热的条件下可与HBr反应得到溴乙烷(CH3CH2Br).二者某些物理性质如表所示:溶解性沸点密度乙醇与水互溶78.50.8溴乙烷难溶于水38.41.4某研究性学习小组的同学将乙醇.80%的硫酸.NaBr固体按一定比例混合后置于图1的反应容器B中后进行加热(两个装置中的加热.固定装置及沸石均省略)．(1)①仪器A的名称是直形冷凝管(2)两个水槽� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

13．已知乙醇在加热的条件下可与HBr反应得到溴乙烷（CH₃CH₂Br），二者某些物理性质如表所示：

	溶解性	沸点	密度（g/mL）
乙醇	与水互溶	78.5	0.8
溴乙烷	难溶于水	38.4	1.4

某研究性学习小组的同学将乙醇、80%的硫酸、NaBr固体按一定比例混合后（总体积约为140mL）置于图1的反应容器B中后进行加热（两个装置中的加热、固定装置及沸石均省略）．
（1）①仪器A的名称是直形冷凝管
（2）两个水槽中的液体均是冰水，使用冰水的目的是降温，减少溴乙烷的挥发．
（3）HBr与乙醇反应生成目标产物的化学方程式HBr+CH₃CH₂OH$\stackrel{△}{→}$CH₃CH₂Br+H₂O．
（4）图1中收集到的产品中含有一定量的杂质Br₂，为除去该杂质，可先向混合液中加入适量的（从下面所给试剂中选取，填选项字母）b，然后再进行分液操作即可．
a．四氯化碳　　　　　b．碳酸钠溶液　　　　 c．无水CaCl₂　　　　　 d．浓硫酸
（5）经过（4）处理后的目标产物中还含有少量的水等杂质，可通过向产品中加入一定量的c（从上面的a--d中选取，填选项字母），充分作用后，过滤，将滤液使用图2中的装置进行提纯，冷却水应从a口（填a或b）进入．
（6）若试验中使用的无水乙醇的体积是46mL，蒸馏后得到纯溴乙烷的体积是50mL，则溴乙烷的产率为80%．

分析（1）根据仪器的作用与特征分析仪器A的名称为直形冷凝管；
（2）两个水槽中的液体均是冰水，使用冰水是为了冷凝产物CH₃CH₂Br，降温，减少溴乙烷的挥发；
（3）HBr并和乙醇发生取代反应生成溴乙烷和水；
（4）溴乙烷中混有溴，除杂时注意溴和溴乙烷的性质角度考虑，溴水与碳酸钠反应消耗；溴乙烷与溶液不互溶，可用分液的方法分离；
（5）溴乙烷中混有水时，可加入无水CaCl₂除去；蒸馏时冷水应从冷凝管的下端进入，上端出，与蒸汽逆流可充分冷凝；
（6）先求出n（乙醇）=$\frac{46ml×0.8g/ml}{46g/mol}$=0.8mol，n（溴乙烷）=$\frac{50ml×1.4g/ml}{109g/mol}$≈0.6422mol，然后根据转化率的概念来解答．

解答解：（1）根据仪器特征，仪器A的作用是冷凝回流，名称是直形冷凝管，故答案为：直形冷凝管；
（2）溴乙烷沸点只有38.4℃，沸点低，易挥发，两个水槽中的液体均是冰水，使用冰水的目的是：降温，减少溴乙烷的挥发，
故答案为：降温，减少溴乙烷的挥发；
（3）HBr并和乙醇发生取代反应生成溴乙烷和水：HBr+CH₃CH₂OH$\stackrel{△}{→}$CH₃CH₂Br+H₂O，
故答案为：HBr+CH₃CH₂OH$\stackrel{△}{→}$CH₃CH₂Br+H₂O；
（4）由于浓硫酸具有强氧化性，将HBr氧化物Br₂，产物溴乙烷中混有单质溴，蒸馏不能完全除去杂质，并且操作麻烦，四氯化碳与溴乙烷、溴单质都会溶，会引入新的杂质，无水CaCl₂、无水MgSO₄都不能与单质溴反应，不能除去单质溴，碳酸钠溶液能和溴单质反应，溴单质被除去，溴乙烷与溶液不互溶，两者分层，用分液的方法分离，
故答案为：b；分液；
（5）经过（3）处理后的目标产物中还含有少量的水，可通过向产品中加入一定量无水CaCl₂或无水MgSO₄，为了充分冷凝，蒸馏时冷水应从冷凝管的下端a口进入，上端出，
故答案为：c；a；
（6）46mL乙醇的物质的量为n（乙醇）=$\frac{46ml×0.8g/ml}{46g/mol}$=0.8mol，则理论上应生成溴乙烷0.8moL，实际上生成溴乙烷50mL，
n（溴乙烷）=$\frac{50ml×1.4g/ml}{109g/mol}$≈0.6422mol，
则溴乙烷的产率为 $\frac{0.6422mol}{0.8mol}$×100%≈80%，
故答案为：80%．

点评本题考查溴乙烷的实验室制取，侧重考查学生实验分析的能力，掌握实验原理和物质的性质是解题的关键，综合性较强，题目难度中等．

练习册系列答案

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（1）在组装好实验装置后，必不可少的一步操作是检查装置的气密性．
（2）A 中加入的试剂是品红溶液，作用是检验SO₂气体．
（3）足量酸性 KMnO₄ 溶液的作用是除去X气体中的SO₂气体．
（4）B 中加入的试剂是浓硫酸，C 中加入的试剂是CuO（或Fe₂O₃）．
（5）如果气体 X 中含有氢气，则 D 中的实验现象为D中白色固体变为蓝色．
（6）装置 E 中固体物质的作用是防止空气中水进入D．

4．某化学小组想探究铁与浓硫酸能否反应产生气体，进行了如下实验：
【实验】甲同学在烧瓶中加入足量的铁丝与浓H₂SO₄溶液，开始无明显变化，对反应物加热，有气泡产生可收集到无色气体．
【查阅资料】①铁与浓硫酸在常温下会发生钝化，看不到明显现象，加热情况下会反应，产生有刺激性气味的二氧化硫气体；
②二氧化硫气体能使品红溶液褪色，能被氢氧化钠溶液吸收．
【提出假设】甲同学认为收集到的就是二氧化硫气体，乙同学认为还有氢气，你认为乙同学预测有氢气的理由是：随着反应的进行，浓硫酸会变稀，Fe会与稀硫酸反应产生氢气．
气体的组成可能有以下几种情况：
假设一：无色气体是SO₂；
假设二：无色气体是H₂；
假设三：无色气体是SO₂ 与H₂ 的混合气体．
【实验验证】请你设计实验验证上述假设三，完成下表中内容．小组同学在实验室找到可能在实验探究过程中能用到的试剂有：品红溶液、NaOH溶液、火柴、CuO粉末、无水硫酸铜，仪器任选．

实验方案与步骤	实验现象和结论
1．将少量气体通入盛有少量品红溶液的试管内；	若品红溶液褪色，则无色气体中有SO₂．
2．将气体通过装有足量氢氧化钠溶液的洗气瓶后，用小试管收集气体，并在酒精灯上点燃	若收集到气体可以燃烧，则无色气体中有H₂．结合以上实验可知假设三成立．