Question

3．1-溴異戊烷[（CH₃）₂CHCH₂CH₂Br]是有機合成的重要中間體，可用于生產染料、催化劑等，其沸點為121℃，易溶于CCl₄，可由異戊醇與氫溴酸在硫酸催化作用下反應而得：（CH₃）₂CHCH₂CH₂OH+HBr$\stackrel{△}{→}$（CH₃）₂CHCH₂CH₂Br+H₂O．已知異戊醇的沸點為132.5℃，微溶于水，易溶于CCl₄．實驗室制備1-溴異戊烷的裝置如圖所示．
請回答下列問題：
（1）上述實驗裝置中長導管的作用是冷凝回流；導管末端插入CCl₄中而不直接插入水中，除了能將揮發出的Br₂、1-溴異戊烷等充分吸收外，另一個重要作用是防止倒吸．
（2）將1-溴異戊烷的粗產品置于分液漏斗中加水，振蕩后靜置，有機物將在下層（填“在上層”、“在下層”或“不分層”）．
（3）在制備過程中，Br^-可被氧化為Br₂而引入雜質．欲除去Br₂，可選用CE（填字母）．
A．NaI　　　B．NaOH　　　C．NaHSO₃　　　D．KCl　　　E．NaHCO₃
（4）在制備1-溴異戊烷時，不能邊反應邊蒸出產物，其原因是1-溴丁烷與正丁醇的沸點差較小，若邊反應邊蒸出產物，會有較多的正丁醇揮發，降低原料的利用率．
（5）在實驗室中還可用NaBr、濃H₂SO₄和異戊醇為原料制備1-溴異戊烷．已知反應物的用量如下表：

反應物	NaBr	98.3% 濃H2SO4	異戊醇	水
用量	0.30mol	35mL（過量）	0.25mol	30mL

若實驗時1-溴異戊烷的產率為40%，則可制取1-溴異戊烷15.1g．

Answer 1

分析 （1）反應物的沸點較低加熱易揮發，長玻璃管是起到冷凝回流的作用，提高原料的利用率，1-溴異戊烷易溶于CCl₄，末端導氣管插入四氯化碳中，充分吸收產物，避免了揮發出的溴化氫易溶于水發生倒吸；
（2）1-溴異戊烷溶于四氯化碳中，四氯化碳密度大于水；
（3）溴單質除去的試劑應和溴單質反應但不能和1-溴異戊烷發生反應，根據Br₂與NaHSO₃發生氧化還原反應，與碳酸氫鈉溶于反應生成二氧化碳；
（4）根據正丁醇和1-溴丁烷的沸點可知，它們的沸點差距較小，蒸出1-溴丁烷時正丁醇也容易揮發；
（5）濃硫酸過量，依據異戊醇的物質的量計算理論上生成1-溴異戊烷物質的量，結合產率計算得到1-溴異戊烷的質量．

解答 解：（1）上述實驗裝置中長導管的作用是冷凝回流；防止倒吸，導管末端插入CCl₄中而不直接插入水中，除了能將揮發出的Br₂、1-溴異戊烷等充分吸收外，另一個重要作用是防止倒吸，
故答案為：冷凝回流；防止倒吸；
（2）1-溴異戊烷溶于四氯化碳中，四氯化碳密度大于水，所以振蕩后靜置，有機物將在下層，故答案為：在下層；
（3）NaCl、KCl與溴沒有反應，不能除去溴，Br₂能與堿反應，但在堿性條件下1-溴異戊烷加熱也能水解，所以不能用NaOH除溴，溴與NaHSO₃發生氧化還原反應，
溴水中溴化氫和碳酸氫鈉反應生成二氧化碳，故選CE，
故答案為：CE；
（4）根據正丁醇和1-溴丁烷的沸點可知，它們的沸點差距較小，蒸出1-溴丁烷時正丁醇也容易揮發可知，在制備1-溴丁烷時不能邊反應邊蒸出產物，其原因是：1-溴丁烷與正丁醇的沸點差較小，若邊反應邊蒸出產物，會有較多的正丁醇揮發，降低原料的利用率，
故答案為：1-溴丁烷與正丁醇的沸點差較小，若邊反應邊蒸出產物，會有較多的正丁醇揮發，降低原料的利用率；
（5）由（CH₃）₂CHCH₂CH₂OH+HBr$\stackrel{△}{→}$（CH₃）₂CHCH₂CH₂Br+H₂O，可知理論上生成1-溴異戊烷物質的量為0.25mol，實驗時1-溴異戊烷的產率為40%，則生成的1-溴異戊烷物質的量=0.25mol×40%=0.1mol，質量=0.1mol×151g/mol=15.1g，
故答案為：15.1．

點評 本題考查利用正丁醇制備正溴丁烷、物質的分離提純、實驗方案設計，比較全面考查化學基礎知識，題目閱讀量較大，對學生的心理素質有一定的要求，是對學生綜合能力的考查，題目難度中等．