Question

溴乙烷是一種難溶于水、密度約為水的密度的1.5倍、沸點為38.4℃的無色液體。實驗室制取溴乙烷的反應如下：
NaBr+H₂SO₄(濃) NaHSO₄+HBr    CH₃CH₂OH+HBr →CH₃CH₂Br+H₂O
已知反應物的用量：①NaBr(s) 0.3 mol，②濃硫酸36 mL（98%、密度1.84 g?cm^–3)，
③乙醇0.25 mol，④水25 mL，其中乙醇的密度為水的密度的4/5。

試回答：
（1）僅用如下圖所示儀器安裝制取和收集溴乙烷的裝置，要求達到安全、損失少、不污染環境的目的，有關儀器（相關膠塞上已打合適的孔，膠管未畫出。）的選擇和連接順序為                       （填數字）。
（2）在實驗過程中，考慮到濃硫酸性質的特殊性，試劑加入的合理順序為________________（請填寫試劑的編號）；
（3）若試劑加入過快，可看到燒瓶內有紅棕色氣體產生，寫出反應的化學方程式：
                                                 。
（4）判定有溴乙烷生成的現象是__________________________。從棕黃色的粗溴乙烷制取無色的溴乙烷，第一步可以加入蒸餾水或NaHSO₃溶液，本操作中通常使用的儀器是__________。
（5）本實驗的產率為60%，則可制取溴乙烷         g。

Answer 1

（1）連接順序為    2―9―8―3―4―5（填數字）。
（2）試劑加入的合理順序為④②③①（請填寫試劑的編號）；
（3）2NaBr+2H₂SO₄=^?= Na₂SO₄+2H₂O+SO₂ ↑+ Br₂↑
（4）丁的燒杯底部有油狀液體聚集。  分液漏斗。
（5）16.4

解答本題的關鍵是使用儀器的選擇。
(1)甲、乙是作為溴乙烷的制取裝置供選用的，應考慮實驗中液體的體積應介于燒瓶容積的1/3到2/3之間為宜。0.25 mol乙醇的體積為0.25×46/0.8，約為14 mL。三種液體混合后，不考慮混合時液體的體積變化。Ｖ(總)="36" mL+25 mL+14 mL="75" mL。這一體積超過了甲裝置燒瓶容積的2/3，故應選擇乙裝置。副產物HBr極易溶于水，為有利于蒸氣的吸收，并防止倒吸，采用倒置漏斗的方式。故連接順序為：2―9―8―3―4―5
(2) 考慮到濃硫酸的物理性質及吸水性、脫水性等性，應將硫酸緩慢的加入水中后，再加入其它試劑。
(3)當反應溫度過高時，濃H₂SO₄將部分HBr氧化為紅棕色的溴蒸氣。
(4)除去溶于溴乙烷中的溴時，應加入稀NaOH溶液振蕩洗滌，反應的化學方程式為2NaOH+Br₂====NaBr+NaBrO+H₂O，之后用分液漏斗分液，除去水層。
(5)n(H₂SO₄)= 36×1.84×98%/98=0．66 mol
從第一個反應式可以判斷生成HBr為0．3 mol，從第二個反應式判斷HBr過量，所以CH₃CH₂Br理論產量為0．25 mol×109 g·mol^-1=27．25 g，實際產量為：27．25 g×60％=16．4g。