Question

4．已知：

藥品名稱	熔點/℃	沸點（℃）	密度g/cm3	溶解性
丁醇	-89.5	117.7	0.8098	微溶于水、溶于濃硫酸
1-溴丁烷	-112.4	101.6	1.2760	不溶于水和濃硫酸

根據題意完成填空：
（一）制備1-溴丁烷粗產品：在圖1裝置的圓底燒瓶中依次加入NaBr，10mL正丁醇，2粒沸石，分批加入1：1的硫酸溶液，搖勻，加熱30min．化學方程式：NaBr+H₂SO₄+CH₃CH₂CH₂CH₂OH→CH₃CH₂CH₂CH₂Br+NaHSO₄+H₂O
（1）反應裝置中加入沸石的目的是防止液體暴沸．配制體積比為1：1的硫酸所用的定量儀器為b（選填編號）
a．天平   b．量筒   c．容量瓶   d．滴定管
（2）冷凝管的進水方向為下進上出，這樣選擇的原因是能更充分冷凝．
（3）圖2裝置中，能代替上圖中最后收集裝置的是ABD（填序號）．

（4）若用濃硫酸進行實驗，有機層中會呈現棕黃色，除去其中雜質的正確方法是d（選填編號）．
a．蒸餾  b．氫氧化鈉溶液洗滌  c．用四氯化碳萃取  d．用亞硫酸鈉溶液洗滌
（二）制備精品：將得到的粗1-溴丁烷依次用濃硫酸、水、10% 碳酸鈉、水洗滌后加入無水氯化鈣進行干燥，然后再將1-溴丁烷按圖3裝置蒸餾．（5）收集產品時，控制的溫度應在101.6℃左右；
（6）實驗制得的1-溴丁烷的質量為10.895g，則正丁醇的產率為72.7%．

Answer 1

分析 （1）反應裝置中加入的固體M是沸石，目的是防止暴沸；用量筒量取相同量的硫酸和水再燒杯中進行混合；
（2）冷凝管是下管進水，上管出水，有利于冷卻；
（3）根據圖1中最后的收集裝置是防倒吸裝置來解答；
（4）若用濃硫酸進行實驗，由于濃硫酸具有強氧化性會使部分溴離子氧化為溴單質；
a．蒸餾也會使部分原料物揮發出來；
b．氫氧化鈉溶液洗滌，會使鹵代烴發生水解，主成分減少；
c．用四氯化碳無法萃取，由于溴和鹵代烴都能溶于四氯化碳；
d．用亞硫酸鈉溶液洗滌可和溴發生氧化還原反應，再通過分液操作即可分離；
（5）根據表中1-溴丁烷的沸點可知收集產品時，控制的溫度應在101.6℃左右；
（6）原料正丁醇的質量為lOmL×0.8098g/cm³=8.098g，根據題中方程式NaBr+H₂SO₄+CH₃CH₂CH₂CH₂OH→CH₃CH₂CH₂CH₂Br+NaHSO₄+H₂O，可以計算理論產生1-溴丁烷的質量為$\frac{137}{74}×8.098g$=14.99g，根據產率=$\frac{實際產量}{理論產量}$×100%計算．

解答 解：（1）反應裝置中加入沸石的目的是防止暴沸；用量筒量取相同量的硫酸和水進行混合，故定量儀器為量筒；
故答案為：防止液體暴沸；b；
（2）冷凝管是下管進水，上管出水，這樣冷卻充分，冷凝效果好；
故答案為：下進上出； 能更充分冷凝；
（3）圖1中最后的收集裝置是防倒吸裝置，ABD裝置也可用于防倒吸；
故答案為：ABD；
（4）若用濃硫酸進行實驗，由于濃硫酸具有強氧化性會使部分溴離子氧化為溴單質；
a．蒸餾也會使部分原料物揮發出來，無法除去其中雜質，故a錯誤；
b．氫氧化鈉溶液洗滌，會使鹵代烴發生水解，造成損失，故b錯誤；
c．由于溴和鹵代烴都能溶于四氯化碳，用四氯化碳無法萃取，故c錯誤；
d．用亞硫酸鈉溶液洗滌可和溴發生氧化還原反應，再通過分液操作即可分離，故d正確；
故答案為：d；
（5）根據表中1-溴丁烷的沸點可知收集產品時，控制的溫度應在101.6℃左右；
故答案為：101.6；
（6）原料正丁醇的質量為lOmL×0.8098g/cm³=8.098g，根據題中方程式NaBr+H₂SO₄+CH₃CH₂CH₂CH₂OH→CH₃CH₂CH₂CH₂Br+NaHSO₄+H₂O，可以計算理論產生1-溴丁烷的質量為$\frac{137}{74}×8.098g$=14.99g，所以產率=$\frac{實際產量}{理論產量}$×100%=$\frac{10.895g}{14.99g}$×100%=72.7%；
故答案為：72.7%．

點評 本題以1-溴丁烷制備為背景，綜合考查了物質的分離方法、實驗裝置、冷凝方法、轉化率等，充分考查了學生分析、理解能力及解決實際問題的能力，本題難度中等．