Question

由正丁醇（用n-C₄H₉OH表示）制备正溴丁烷（沸点：101.6℃）的反应如下：
n-C₄H₉OH+NaBr+H₂SO₄→n-C₄H₉Br+NaHSO₄+H₂O
副反应：n-C₄H₉OH 

浓H2SO4

△

CH₃CH₂CH=CH₂↑+H₂O
2n-C₄H₉OH

浓H2SO4

△

（n-C₄H₉）₂O+H₂O
3H₂SO₄（浓）+2NaBr（固）═2NaHSO₄+Br₂↑+SO₂↑+2H₂O
已知反应物及其用量：固体NaBr0.24mol，n-C₄H₉OH0.20mol，浓H₂SO₄29mL，H₂O20mL．
制备过程经历如下五个步骤，试回答下列问题：
1．投料：在圆底烧瓶中加入20mL水，再慢慢加入29mL浓硫酸，混合均匀并冷却至室温后，再依次加入0.20mol正丁醇（约18mL）和0.24mol溴化钠，充分振荡后加入几粒沸石．
（1）冷却至室温后再加正丁醇和溴化钠的目的是

 

．
A．减少HBr的挥发B．防止正丁醇的挥发
C．防止溴化钠被氧化D．防止温度过高导致炭化结焦
（2）本反应中硫酸与溴化作作用生成氢溴酸，氢溴酸与正丁醇作用发生取代反应生成正溴丁烷．硫酸的用量和浓度过大都对本制备不利的主要原因是

 

．
2．加热回流：反应装置选择Ⅱ而不选择Ⅰ的原因是

 

．在反应装置中冷凝水应该从

 

（填A或B）端进水．
3．分离粗产物：反应结束待反应液冷却后，用直形冷凝管换下球形冷凝管，将其变为蒸馏装置进行蒸馏，得到的粗产物中除主产品外，还含下列选项中的

 

①C₄H₉OH    ②SO₂ ③（C₄H₉）₂O   ④Br₂⑤NaHSO₄ ⑥H₂O    ⑦H₂SO₄
4．洗涤粗产物：将馏出液移至分液漏斗中，加入等体积的水洗涤后，分液得有机层．如果不能判断哪层是有机层，可以用

 

方法来判断．对有机层，进行洗涤除杂、除水后可得到粗产品．
5．收集产物：将干燥好的产物移至小蒸馏瓶中，加热蒸馏，收集99-103℃的馏分．要证明最终产物是n-C₄H₉Br，方法是

 

．

Answer 1

分析：1．（1）正丁烷、HBr易挥发，且浓硫酸可以氧化溴化钠，故冷却至室温再加入试剂；
（2）由信息可知，反应过程存在副反应，硫酸的用量和浓度过大会加大副反应进行；
2．尾气中含有HBr、溴丁烷、二氧化硫等有毒物质，直接排放空气中会污染环境；应该采取逆流原理通冷凝水；
3．根据发生的反应及反应不能完全转化进行判断，二氧化硫是气体，不会留在蒸馏产物中，硫酸氢钠、硫酸的沸点高，不会被蒸馏出来；
4．利用有机层与水层在水溶性上的差异，可以从任意一层取少量溶液加水，根据是否分层判断；
5．证明某一纯净物最好的方法是根据纯净物本身的性质，如固体的熔点、液体的沸点等．

解答：解：1．（1）A．加入浓硫酸和溴化钠的作用是产生HBr，然后HBr与正丁醇发生取代反应，故A正确；
B．正丁醇易挥发，故冷却至室温也要防止正丁醇挥发的作用，故B正确；
C．浓硫酸与溴化钠在加热时更易发生氧还原反应，故C正确；
D．此温度下还不足以使正丁醇发生炭化结焦，故D错误；
故答案为：ABC；
（2）硫酸用量过大或浓度过大将会使题中的副反应增多，故答案为：加大副反应进行；
2．装置Ⅱ比装置Ⅰ多了一个尾气吸收装置，因本实验中有有毒且易溶于水的HBr、SO₂等，故应选择装置Ⅱ，既能消除污染又能防止倒吸．冷凝水应该从B端进入，这样冷凝回流的效果好，
故答案为：II可以防止挥发性尾气进入空气污染环境又能防止倒吸；B；
3．①是未反应完的物质，故存在；②是气体，不会留在蒸馏产物中；③、④是液态副产物，故存在；⑥是液态生成物故存在；⑤、⑦的沸点高，不会被蒸馏出来，
故答案为：①③④⑥；
4．利用有机层与水层在水溶性上的差异，可以从任意一层取少量溶液加水，如混溶液则该层为水层；不混溶则为有机层，
故答案为：从任意一层取少量溶液加水，如混溶液则该层为水层；不混溶则为有机层；
5．证明某一纯净物最好的方法是根据纯净物本身的性质，如固体的熔点、液体的沸点等，故答案为：测定产品的沸点．

点评：本题考查利用正丁醇制备正溴丁烷、物质的分离提纯、实验方案设计，比较全面考查化学基础知识，题目阅读量较大，对学生的心理素质有一定的要求，是对学生综合能力的考查．