Question

4．已知：CH₃CH₂OH+NaBr+H₂SO₄（濃）$\stackrel{△}{→}$ CH₃CH₂Br+NaHSO₄+H₂O．
實驗室制備溴乙烷（沸點為38.4℃）的裝置和步驟如下：
①按如圖所示連接儀器，檢查裝置的氣密性，然后向U形管和大燒杯里加入冰水；②在圓底燒瓶中加入10mL95%乙醇、28mL濃硫酸，然后加入研細的13g溴化鈉和幾粒碎瓷片；③小火加熱，使其充分反應．
試回答下列問題：
（1）反應時若溫度過高可看到有紅棕色氣體產生，該氣體的化學式為Br₂．
（2）為了更好的控制反應溫度，除用圖示的小火加熱，更好的加熱方式是水浴加熱．
（3）反應結束后，U形管中粗制的溴乙烷呈棕黃色．將U形管中的混合物倒入分液漏斗中，靜置，待液體分層后，分液，取下層（填“上層”或“下層”）液體．為了除去其中的雜質，可選擇下列試劑中的A（填序號）．
A．Na₂SO₃溶液         B．H₂O         C．NaOH溶液         D．CCl₄
（4）要進一步制得純凈的C₂H₅Br，可再用水洗，然后加入無水CaCl₂干燥，再進行蒸餾（填操作名稱）．
（5）下列幾項實驗步驟，可用于檢驗溴乙烷中的溴元素，其正確的操作順序是：取少量溴乙烷，然后④①⑤③②（填序號）．
①加熱   ②加入AgNO₃溶液   ③加入稀HNO₃酸化   ④加入NaOH溶液   ⑤冷卻．

Answer 1

分析 本題利用醇能與HX酸反應的原理制備溴乙烷，涉及溴的物理性質是紅棕色液體，易揮發，可通過水溶加熱的方法控制反應溫度，反應后的混合物因有機物與無機溶液不相溶而分層，下層為密度大于水的溴乙烷，通過分液分離后再進一步進行分離提純；
（1）濃硫酸具有強氧化性，溫度過高會把溴離子氧化成紅棕色的溴；
（2）溴乙烷沸點為38.4℃，同時考慮到濃硫酸的強氧化性，為避免更多的副反應進行，只要控制溫度略高于38.4℃即行，因此可以通過水浴進行加熱就可以了；
（3）溴乙烷密度比水的密度大，分層后處于混合液的下層；分液后，溴乙烷中混有溴，除雜時注意溴和溴乙烷的性質角度考慮；
（4）溴乙烷沸點低，可以采用蒸餾方法分離；
（5）檢驗溴乙烷中溴元素，應在堿性條件下水解，最后加入硝酸酸化，加入硝酸銀，觀察是否有黃色沉淀生成；有溴乙烷參加的主要反應是溴乙烷和堿溶液中的水解．

解答 解：（1）由于濃硫酸具有強氧化性，能氧化Br^-，會有溴生成，化學式為Br₂，
故答案為：Br₂；
（2）可以利用水浴加熱來控制反應溫度，
故答案為：水浴加熱；
（3）由于溴乙烷密度大于水的密度，故溴乙烷應該在下層；粗制的C₂H₅Br呈棕黃色，說明含有單質溴雜質，則
A．Na₂SO₃與溴發生氧化還原反應，Na₂SO₃可除去溴，故A正確；
B．溴在溴乙烷中的溶解度比在水中大，加水難以除去溴乙烷中的溴，故B錯誤；
C．氫氧化鈉溶液顯示堿性，可以除去雜質溴，但溴乙烷也會在此溶液里發生水解反應，故C錯誤；
D．溴和溴乙烷都能溶于四氯化碳，不能將二者分離，故D錯誤；
故答案為：下層；A；
（4）溴乙烷的沸點是38.4℃，故采用蒸餾操作分離，故答案為：蒸餾；
（5）檢驗溴乙烷中溴元素，應在堿性條件下水解，最后加入硝酸酸化，加入硝酸銀，觀察是否有黃色沉淀生成，所以操作順序為④①⑤③②，
故答案為：④①⑤③②．

點評 本題主要考查了溴乙烷的制備，掌握相關物質的基本化學性質，是解答本題的關鍵，平時須注意積累相關反應知識，本題難度中等．