Question

5．已知乙醇在加熱的條件下可與HBr反應得到溴乙烷（CH₃CH₂Br），二者某些物理性質如下表所示：

	溶解性（本身均做溶劑）	沸點（℃）	密度（g/mL）
	水混溶，易溶于有機溶劑	78.5	0.8
	難溶于水，易溶于有機溶劑	38.4	1.4

某研究性學習小組的同學將乙醇、80%的硫酸、NaBr固體按一定比例混合后（總體積約140mL）置于圖1
的反應容器B中后進行加熱（兩個裝置中的加熱、固定裝置及沸石均省略）．
（1）①儀器A的名稱是：冷凝管；②容器B的容積是：c，
a．150mL        b．200mL       c．250mL
（2）兩個水槽中的液體均是冰水，使用冰水的目的是降溫，減少溴乙烷的揮發．
（3）HBr與乙醇反應生成目標產物的化學方程式HBr+C₂H₅OH$\stackrel{加熱}{→}$C₂H₅Br+H₂O．
（4）圖1中收集到的產品中含有一定量的雜質Br₂．為除去該雜質，可先向混合液中加入適量的（從下面所給試劑中選�。゜，然后再進行分液操作即可．
a．四氯化碳    b．碳酸鈉稀溶液    c．無水CaCl₂    d．無水MgSO₄
（5）經過（4）處理后的目標產物中還含有少量的水等雜質，可通過向產品中加入一定量的cd（從上面的a～d中選取），充分作用后，過濾，將濾液使用圖2中的裝置進行提純，冷卻水應從a口（填a或b）進入．
（6）若實驗中使用的無水乙醇的體積是46mL，蒸餾后得到的純溴乙烷的體積是50rnL，則溴乙烷的產率為80%．

Answer 1

分析 （1）熟悉儀器形狀，說出其名稱；依據燒瓶加熱使用時所盛放液體體積不能超過其$\frac{1}{3}$體積解答；
（2）依據溴乙烷的熔沸點解答；
（3）溴化氫與乙醇發生取代反應生成溴乙烷和水；
（4）溴乙烷中混有溴，除雜時注意溴和溴乙烷的性質角度考慮，溴水與碳酸鈉反應消耗；溴乙烷與溶液不互溶，可用分液的方法分離；
（5）溴乙烷中混有水時，可加入無水CaCl₂除去；蒸餾時冷水應從冷凝管的下端進入，上端出，與蒸汽逆流可充分冷凝；
（6）先求出乙醇的物質的量和溴乙烷的物質的量，則溴乙烷的產率=$\frac{n（溴乙烷）}{n（溴乙烷理論）}$×100%；

解答 解：（1）①根據儀器特征，儀器A的名稱是冷凝管；
②總體積約為140mL，燒瓶中溶液體積約占$\frac{1}{3}$，則容器B的容積是250mL，故選c；
故答案為：①冷凝管；②c；
（2）溴乙烷沸點低，易揮發，兩個水槽中的液體均是冰水，使用冰水的目的是降溫，減少溴乙烷的揮發
降溫，減少溴乙烷的揮發；
故答案為：降溫，減少溴乙烷的揮發；
（3）溴化氫與乙醇發生取代反應生成溴乙烷和水，方程式：HBr+C₂H₅OH$\stackrel{加熱}{→}$C₂H₅Br+H₂O；
故答案為：HBr+C₂H₅OH$\stackrel{加熱}{→}$C₂H₅Br+H₂O；
（4）由于濃硫酸具有強氧化性，將HBr氧化物Br₂，產物溴乙烷中混有單質溴，蒸餾不能完全除去雜質，并且操作麻煩，四氯化碳與溴乙烷、溴單質都會溶，會引入新的雜質，無水CaCl₂、無水MgSO₄都不能與單質溴反應，不能除去單質溴，碳酸鈉溶液能和溴單質反應，溴單質被除去，溴乙烷與溶液不互溶，兩者分層，用分液的方法分離，
故答案為：b； 分液；
（5）經過（4）處理后的目標產物中還含有少量的水，可通過向產品中加入一定量無水CaCl₂；為了充分冷凝，蒸餾時冷水應從冷凝管的下端a口進入，上端出，
故答案為：c；a；
（6）46mL乙醇的物質的量為n（乙醇）=$\frac{46ml×0.8g/ml}{46g/mol}$=0.8mol，則理論上應生成溴乙烷0.8moL，實際上生成溴乙烷50mL，n（溴乙烷）=$\frac{50mL×1.4g/ml}{109g/mol}$=0.6422mol，則溴乙烷的產率為：$\frac{0.6422mol}{0.8mol}$×100%=80%；
故答案為：80%．

點評 本題考查溴乙烷的實驗室制取，側重考查學生實驗分析的能力，掌握實驗原理和物質的性質是解題的關鍵，綜合性較強，題目難度中等．