Question

【題目】由正丁醇(用nC4H9OH表示)制備正溴丁烷(沸點：101.6 ℃)的反應如下所示：

nC4H9OH＋NaBr＋H2SO4―→nC4H9Br＋NaHSO4＋H2O

副反應：nC4H9OHCH3CH2CH＝CH2↑＋H2O

2nC4H9OH (nC4H9)2O＋H2O

3H2SO4(濃)＋2NaBr(固)===2NaHSO4＋Br2↑＋SO2↑＋2H2O

已知反應物及其用量：固體NaBr 0.24 mol，nC4H9OH 0.20 mol，濃H2SO4 29 mL，H2O 20 mL。

制備過程經歷如下五個步驟，試回答下列問題：

Ⅰ.投料：在圓底燒瓶中加入20 mL水，再慢慢加入29 mL濃硫酸，混合均勻并冷卻至室溫后，再依次加入0.20 mol正丁醇(約18 mL)和0.24 mol溴化鈉，充分振蕩后加入幾粒沸石。

(1)冷卻至室溫后再加正丁醇和溴化鈉的目的是______(填字母代號)。

A．減少HBr的揮發

B．防止正丁醇的揮發

C．防止溴化鈉被氧化

D．防止溫度過高導致炭化結焦

(2)本反應中硫酸與溴化鈉作用生成氫溴酸，氫溴酸與正丁醇作用發生取代反應生成正溴丁烷。硫酸的用量和濃度過大都對本制備不利的主要原因是_______。

Ⅱ.加熱回流：反應裝置選擇②而不選擇①的原因是_____________。在反應裝置中冷凝水應該從_____(填“A”或“B”)端進水。

Ⅲ.分離粗產物：反應結束待反應液冷卻后，用直形冷凝管換下球形冷凝管，將其變為蒸餾裝置進行蒸餾，得到的粗產物中除主產品外，還含下列選項中的____(填序號)。

①nC4H9OH　②SO2　③(nC4H9)2O　④Br2　⑤NaHSO4

⑥H2O　⑦H2SO4

Ⅳ.洗滌粗產物：將餾出液移至分液漏斗中，加入等體積的水洗滌后，分液得有機層。如果不能判斷哪層是有機層，可以用______________方法來判斷。對有機層進行洗滌除雜、除水后可得到粗產品。

Ⅴ.收集產物：將干燥好的產物移至小蒸餾瓶中，加熱蒸餾，收集99～103 ℃的餾分。要證明最終產物是nC4H9Br，方法是_________。

Answer 1

【答案】 ABC 會促進副反應進行 可以防止揮發性尾氣進入空氣污染環境 B ①③④⑥ 從任意一層取少量液體加水，如混溶則該層為水層；不混溶則為有機層 測定產品的沸點

【解析】（1）A．高沸點物質能制低沸點物質，加入濃硫酸和溴化鈉的作用是產生HBr，然后HBr與正丁醇發生取代反應，故A正確；B．正丁醇易揮發，冷卻至室溫能減少正丁醇揮發，故B正確；C．濃硫酸與溴化鈉在加熱時，氧化性增強，更易發生氧還原反應，故C正確；D、此溫度下還不足以使正丁醇發生炭化結焦，故D錯誤；故選：ABC；（2）硫酸用量過大或濃度過大將會使題中的副反應增多，故答案為：會促進副反應進行；2．裝置Ⅱ比裝置Ⅰ多了一個尾氣吸收裝置，因本實驗中有有毒且易溶于水的HBr、SO2等，故應選擇裝置Ⅱ，既能消除污染又能防止倒吸。冷凝水應該從B端進入，這樣熱交換效果好，冷凝回流的效果好；Ⅲ.①是未反應完的物質，故存在；②是氣體，不會留在蒸餾產物中；③、④是液態副產物，故存在；⑥是液態生成物故存在；⑤、⑦的沸點高，不會被蒸餾出來，故選：①③④⑥；Ⅳ.利用有機層與水層在水溶性上的差異，可以從任意一層取少量液體加水，如混溶則該層為水層；不混溶則為有機層；Ⅴ證明某一純凈物最好的方法是根據純凈物本身的性質，如固體的熔點、液體的沸點等，故答案為：測定產品的沸點。