Question

1．溴乙烷是一種重要的有機化工原料，其沸點為38.4℃．制備溴乙烷的一種方法是乙醇與氫溴酸反應．
（1）該反應的化學方程式是CH₃CH₂OH+HBr$\stackrel{△}{→}$CH₃CH₂Br+H₂O．
實際通常是用溴化鈉與一定濃度的硫酸和乙醇反應．某課外小組欲在實驗室制備溴乙烷的裝置如圖，實驗操作步驟如下：
①檢查裝置的氣密性；
②在圓底燒瓶中加入95%乙醇、80%硫酸，然后加入研細的溴化鈉粉末和幾粒碎瓷片；
③小心加熱，使其充分反應最終得到產物21.8g．
已知反應物的用量：0.3mol　NaBr（s）；0.25mol乙醇（密度為0.80g•mL^-1）；36mL硫酸．
請回答下列問題．
（2）A是冷凝管，起著冷凝回流乙醇的作用，則冷凝水從下口（填“上口”或“下口”）進．
（3）反應時若溫度過高，則有SO₂生成，同時觀察到還有一種紅棕色氣體產生，產生這一現象的化學方程式為2NaBr+2H₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Br₂↑+SO₂↑+2H₂O+2Na₂SO₄．反應結束后，得到的粗產品呈棕黃色．為了除去粗產品中的雜質，可選擇下列試劑中的b（填寫上正確選項的字母）．
a、飽和食鹽水     b、稀氫氧化鈉溶液　　　　c、乙醇　　　　d、四氯化碳
（4）為了檢驗溴乙烷中含有溴元素，通常采用的方法是取少量溴乙烷，然后④①③②（按實驗的操作順序選填下列序號）．
①加熱　　　　②加入AgNO₃溶液　　　③加入稀硝酸酸化　　　④加入NaOH溶液
若溴乙烷的密度為ag/cm³，檢驗過程中用了bmL溴乙烷，得到cg沉淀，則溴乙烷的相對分子質量M為$\frac{188ab}{c}$（列出計算式）．
（5）本實驗制取溴乙烷的產率為80%．

Answer 1

分析 （1）制備溴乙烷的一種方法是乙醇與氫溴酸反應生成溴乙烷和水；
（2）根據采用逆流冷凝的效果好判斷進水口；
（3）濃硫酸具有氧化性，可以將還原性的溴離子氧化為溴單質；溴單質溶解在有機物中顯示棕黃色，溴單質可以和氫氧化鈉發生反應；
（4）檢驗溴乙烷中含有溴元素一定要將之轉化為溴離子，再將溶液調成酸性，根據溴離子可以和銀離子反應生成淡黃色不溶于硝酸的沉淀來檢驗；若溴乙烷的密度為ag/cm³，檢驗過程中用了bmL溴乙烷，則溴乙烷的質量為abg，得到cg溴化銀沉淀，其物質的量為$\frac{c}{188}$mol，所以溴乙烷的物質的量為$\frac{c}{188}$mol，根據溴乙烷的相對分子質量M=$\frac{m}{n}$計算；
（5）n（乙醇）=0.25mol，理論上生成溴乙烷的質量為0.25mol×109g/mol=27.25g，根據產率=$\frac{實際產量}{理論產量}$×100%計算；

解答 解：（1）乙醇與氫溴酸反應生成溴乙烷和水反應的化學方程式為：CH₃CH₂OH+HBr$\stackrel{△}{→}$CH₃CH₂Br+H₂O，
故答案為：CH₃CH₂OH+HBr$\stackrel{△}{→}$CH₃CH₂Br+H₂O；
（2）根據采用逆流冷凝的效果好可知，冷凝水從下口進；
故答案為：下口；
（3）濃硫酸具有氧化性，可以將還原性的溴離子氧化為溴單質，反應的方程式為2NaBr+2H₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Br₂↑+SO₂↑+2H₂O+2Na₂SO₄，溴單質溶解在有機物中顯示棕黃色，為了除去粗產品中的雜質溴單質，可以用氫氧化鈉來與之發生反應生成的溶液和溴乙烷互不相溶，
故答案為：2NaBr+2H₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Br₂↑+SO₂↑+2H₂O+2Na₂SO₄；b；
（4）溴檢驗溴乙烷中含有溴元素一定要將之轉化為溴離子，可以采用鹵代烴的水解方法，即加入氫氧化鈉即可，再將溶液調成酸性，可以用硝酸，在溴離子可以和銀離子反應生成淡黃色不溶于硝酸的沉淀溴化銀來檢驗，可以加入硝酸酸化的硝酸銀，故順序為④①③②，若溴乙烷的密度為ag/cm³，檢驗過程中用了bmL溴乙烷，則溴乙烷的質量為abg，得到cg溴化銀沉淀，其物質的量為$\frac{c}{188}$mol，所以溴乙烷的物質的量為$\frac{c}{188}$mol，則溴乙烷的相對分子質量M=$\frac{ab}{\frac{c}{188}}$=$\frac{188ab}{c}$，

故答案為：④①③②；$\frac{188ab}{c}$；
（5）n（乙醇）=0.25mol，理論上生成溴乙烷的質量為0.25mol×109g/mol=27.25g，所以產率=$\frac{實際產量}{理論產量}$×100%=$\frac{21.8g}{27.25g}$×100%=80%，
故答案為：80%．

點評 本題主要考查溴乙烷的制備、提純、檢驗以及化學計算，考查學生實驗分析的能力，綜合性較強，難度較大．