Question

15．实验室里用加热正丁醇、溴化钠和浓硫酸的混合物的方法来制备1-溴丁烷，已知有关物质的性质如下：

	熔点/℃	沸点/℃	密度/g•cm-3
正丁醇	-89.53	117.25	0.81
1-溴丁烷	-112.4	101.6	1.28

（1）生成1-溴丁烷的化学方程式为CH₃CH₂CH₂CH₂OH+NaBr+H₂SO₄$\stackrel{△}{→}$CH₃CH₂CH₂CH₂Br+NaHSO₄+H₂O．
（2）由于副反应的发生而可能产生的副产物有CH₃CH₂CH=CH₂、CH₃CH₂CH₂CH₂OCH₂CH₂CH₂CH₃．（至少两种，有机物用结构简式表示）
（3）为了将反应混合物中1-溴丁烷及时分离出，应选用的装置是D（填序号），该操作应控制的温度t₂范围是101.6℃≤t＜117.25℃．
（4）在得到的1-溴丁烷的产物中出现了分层现象，某同学选择用分液的方法进行分离．在本实验分离过程中，产物应该从分液漏斗的下口放出（填“上口倒出”或“下口放出”）．
（5）本实验所用的正丁醇质量为20.0g，最后得到纯净的1-溴丁烷的质量为22.2g，本实验的产率约是C（填正确答案标号）．
A.40%    B.50%    C.60%    D.70%

Answer 1

分析 （1）实验室里用加热正丁醇、溴化钠和浓硫酸的混合物生成1-溴丁烷、硫酸氢钠和水，据此书写化学方程式；
（2）正丁醇和浓硫酸在加热条件下可以发生消去反应，生成1-丁烯，也可以发生取代反应生成二丁醚等；
（3）将反应混合物中1-溴丁烷及时分离出，可以用蒸馏的方法，蒸馏时要使1-溴丁烷蒸发出去而正丁醇不能蒸发，根据题中提供的各物质的沸点可知控制的温度t₂范围；
（4）1-溴丁烷的密度大于水，在下层，用分液的方法进行分离时，下层液体从下层放出，上层液体从上层倒出；
（5）根据正丁醇生成1-溴丁烷的方程式CH₃CH₂CH₂CH₂OH+NaBr+H₂SO₄$\stackrel{△}{→}$CH₃CH₂CH₂CH₂Br+NaHSO₄+H₂O可知，1mol正丁醇生成1mol1-溴丁烷，所以20.0g正丁醇理论上生成1-溴丁烷的质量为$\frac{20g}{74}×137$=37.03g，根据产率=$\frac{实际产量}{理论产量}$×100%计算．

解答 解：（1）实验室里用加热正丁醇、溴化钠和浓硫酸的混合物生成1-溴丁烷、硫酸氢钠和水，反应的化学方程式为CH₃CH₂CH₂CH₂OH+NaBr+H₂SO₄$\stackrel{△}{→}$CH₃CH₂CH₂CH₂Br+NaHSO₄+H₂O，
故答案为：CH₃CH₂CH₂CH₂OH+NaBr+H₂SO₄$\stackrel{△}{→}$CH₃CH₂CH₂CH₂Br+NaHSO₄+H₂O；
（2）正丁醇和浓硫酸在加热条件下可以发生消去反应，生成1-丁烯，也可以发生取代反应生成二丁醚等，所以副产物有CH₃CH₂CH=CH₂、CH₃CH₂CH₂CH₂OCH₂CH₂CH₂CH₃，
故答案为：CH₃CH₂CH=CH₂、CH₃CH₂CH₂CH₂OCH₂CH₂CH₂CH₃；
（3）将反应混合物中1-溴丁烷及时分离出，可以用蒸馏的方法，故选D，蒸馏时要使1-溴丁烷蒸发出去而正丁醇不能蒸发，根据题中提供的各物质的沸点可知控制的温度t₂范围为101.6℃≤t＜117.25℃，
故答案为：D；101.6℃≤t＜117.25℃；
（4）1-溴丁烷的密度大于水，在下层，用分液的方法进行分离时，下层液体从下层放出，上层液体从上层倒出，所以1-溴丁烷应该从分液漏斗的下口放出，
故答案为：下口放出；
（5）根据正丁醇生成1-溴丁烷的方程式CH₃CH₂CH₂CH₂OH+NaBr+H₂SO₄$\stackrel{△}{→}$CH₃CH₂CH₂CH₂Br+NaHSO₄+H₂O可知，1mol正丁醇生成1mol1-溴丁烷，所以20.0g正丁醇理论上生成1-溴丁烷的质量为$\frac{20g}{74}×137$=37.03g，所以产率=$\frac{实际产量}{理论产量}$×100%=$\frac{22.2g}{37.03g}$×100%=60%，故选C．

点评 本题主要考查了1-溴丁烷的制取实验，混合物分离的实验操作步骤和过程分析判断，明确反应原理是解答的关键，题目难度中等．