Question

用1－丁醇、溴化鈉和較濃H₂SO₄混合物為原料，在實驗室制備1－溴丁烷，并檢驗反應的部分副產物。（已知：NaCl+H₂SO₄(濃)=NaHSO₄+HCl↑）現設計如下裝置，其中夾持儀器、加熱儀器及冷卻水管沒有畫出。請回答下列問題：

（1）儀器D的名稱是           。
（2）關閉a和b、接通豎直冷凝管的冷凝水，給A加熱30分鐘，制備1－溴丁烷。寫出該反應的化學方程式                                                      。
（3）理論上，上述反應的生成物還可能有：丁醚、1－丁烯、溴化氫等。熄滅A處酒精燈，在豎直冷凝管上方塞上塞子，打開a，利用余熱繼續反應直至冷卻，通過B、C裝置檢驗部分副產物。B、C中應盛放的試劑分別是            、           。
（4）在實驗過程中，發現A中液體由無色逐漸變成黑色，該黑色物質與濃硫酸反應的化學方程式為                                    ，可在豎直冷凝管的上端連接一個內裝吸收劑堿石灰的干燥管，以免污染空氣。
（5）相關有機物的數據如下：

物質	熔點/0C	沸點/0C
1－丁醇	-89．5	117．3
1－溴丁烷	-112．4	101．6
丁醚	-95．3	142．4
1－丁烯	-185．3	-6．5

為了進一步精制1－溴丁烷，繼續進行了如下實驗：待燒瓶冷卻后，拔去豎直的冷凝管，塞上帶溫度計的橡皮塞，關閉a，打開b，接通冷凝管的冷凝水，使冷水從     （填c或d）處流入，迅速升高溫度至       ℃，收集所得餾分。
（6）若實驗中所取1－丁醇、NaBr分別為7．4 g、13．0 g，蒸出的粗產物經洗滌、干燥后再次蒸餾得到9．6 g 1－溴丁烷，則1－溴丁烷的產率是            。

Answer 1

（1）錐形瓶
（2）CH₃CH₂CH₂CH₂OH + NaBr + H₂SO₄   →   CH₃CH₂CH₂CH₂Br + NaHSO₄ + H₂O
（3）硝酸銀 高錳酸鉀溶液或溴水可
（4）C +2H₂SO₄(濃)  CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O
（5）d  101.6⁰C
（6）70％

試題分析：（1）從冷凝管出來的液體用錐形瓶收集。
（2）反應的方程式為CH₃CH₂CH₂CH₂OH + NaBr + H₂SO₄ →CH₃CH₂CH₂CH₂Br + NaHSO₄ + H₂O
（3）根據圖表分析可知，可檢驗的副產物為溴化氫，1－丁烯，用硝酸銀可以檢驗溴離子，用高錳酸鉀溶液或溴水可以檢驗碳碳雙鍵。
（4）反應溶液變黑是因為有濃硫酸參與，濃硫酸有強氧化性和脫水性，所以有機物在加熱條件下被濃硫酸脫水炭化變黑，然后又被氧化，發生的反應為：C +2H₂SO₄(濃)=CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O
（5）冷凝管的使用注意“下進上出”，所以進水應從d處進，從表格數據可知要得到較純凈的1－溴丁烷，應該迅速升溫至1－溴丁烷的沸點101．6⁰C。
（6）7．4 g 1－丁醇的物質的量為0．1mol、13．0 g NaBr的物質的量大于0．1mol，所以根據反應方程式CH₃CH₂CH₂CH₂OH + NaBr + H₂SO₄ →CH₃CH₂CH₂CH₂Br + NaHSO₄ + H₂O，可判斷出NaBr過量，1－丁醇完全反應，所以根據方程式即可計算出理論上1－溴丁烷的產量，最終算出產率為70％。