Question

正溴丁烷（CH₃CH₂CH₂CH₂Br）是一種重要的有機合成工業(yè)原料。在實驗中可利用下圖裝置（加熱或夾持裝置省略）制備正溴丁烷。

制備時的化學(xué)反應(yīng)方程式及有關(guān)數(shù)據(jù)如下：

NaBr＋H₂SO₄=HBr＋NaHSO₄

C₄H₉OH＋HBrC₄H₉Br＋H₂O

物質(zhì)	相對分子質(zhì)量	密度/g·cm-3	沸點/℃	水中溶解性
正丁醇	74	0.80	117.3	微溶
正溴丁烷	137	1.27	101.6	難溶
溴化氫	81	---	---	極易溶解

實驗步驟：在裝置A中加入2mL水，并小心加入28mL濃硫酸，混合均勻后冷卻至室溫。再依次加入18.5mL正丁醇和26g溴化鈉，充分搖振后加入沸石，連接氣體吸收裝置C。將裝置A置于石棉網(wǎng)上加熱至沸騰，然后調(diào)節(jié)為小火使反應(yīng)物保持平穩(wěn)地回流。一段時間后停止加熱，待反應(yīng)液冷卻后，拆去裝置B，改為蒸餾裝置，蒸出粗正溴丁烷。

請回答下列問題;

(1)儀器A的名稱是________,儀器B的作用是________.操作中加入沸石的作用是________.

(2)裝置C中盛裝的液體是_______________,其作用是____________________.

(3)制備的粗產(chǎn)物正溴丁烷中往往含有水分、正丁醇等雜質(zhì)，加入干燥劑出去水分后，再由下列操作中的___________制備純凈的正溴丁烷。

(4)若制備實驗的“回流”過程中不采用“調(diào)節(jié)為小火”，仍采用大火加熱回流，則會使產(chǎn)品產(chǎn)率偏_________（填“高”或“低”）,試說出其中一種原因：_________________________.

(5)若最終得到13.6g純凈的正溴丁烷，則該實驗的產(chǎn)率是_______________（保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

【知識點】物質(zhì)的制備綜合實驗   J5 

【答案解析】（1）圓底燒瓶（1分）   冷卻、回流（1分）   防止暴沸（1分）

（2）NaOH溶液（或其他合理答案，1分）   吸收逸出的HBr，防止其污染空氣（1分）

（3）d（2分）

（4）低（1分）  大火，副反應(yīng)多或產(chǎn)物逸出較多（合理答案即可，2分）

（5）49.6%（3分）

   解析：(2)在此反應(yīng)過程中生成了溴化氫氣體，會對環(huán)境產(chǎn)生污染，故需用堿液進(jìn)行吸收，裝置中盛裝的液體應(yīng)為堿液。

(3)正溴丁烷中含有正丁醇雜質(zhì)，這兩種液體是相互溶解的有機物只能采用蒸餾的方法進(jìn)行分離。

(4)如果采用大火加熱回流時，在較高的溫度下會發(fā)生很多其他的副反應(yīng)，如濃硫酸在溫度較高的情況下氧化性更強，可能會把乙醇等有機物氧化，正丁醇和正丁烷的沸點都比較低，易逸出等都會使產(chǎn)率降低。

(5)m (C₄H₉OH )= 18.5mL×0.80 g·cm^-3=14.8g

n(C₄H₉OH )=0.2mol

C₄H₉OH＋HBrC₄H₉Br＋H₂O

1mol                      1mol

0.2mol                   0.2mol

m (C₄H₉ Br )=27.4g

產(chǎn)率=13.6g/27.4g=49.6%

【思路點撥】本題考查了在化學(xué)實驗中基本的化學(xué)實驗儀器的使用，在試驗中尾氣吸收時吸收劑的選擇，物質(zhì)分離的方法，還考查到了實驗誤差的分析和產(chǎn)率的計算，本題的綜合性較強。