Question

溴乙烷（CH₃CH₂Br）是一種難溶于水，密度約為水的密度的1.5倍，沸點(diǎn)為38.4 ℃的無色液體，實(shí)驗(yàn)室由乙醇（CH₃CH₂OH）制溴乙烷的反應(yīng)如下：

NaBr+H₂SO₄NaHSO₄+HBr

CH₃CH₂OH+HBrCH₃CH₂Br+H₂O

已知反應(yīng)物的用量：0.3 mol NaBr(固體)、0.25 mol乙醇、36 mL濃硫酸（98%，密度為1.84 g·cm^-3）、25 mL水，其中乙醇的密度約為水的密度的4/5。試回答：

（1）僅用下圖所示儀器來安裝制取和收集溴乙烷的裝置，要求達(dá)到安全、損失少、不污染環(huán)境的目的。有關(guān)儀器的選擇和連接順序?yàn)開___________（填數(shù)字）。

（2）寫出不能選用的儀器及理由____________________。

（3）反應(yīng)時(shí)若溫度過高，可以觀察到紅棕色氣體生成，寫出此反應(yīng)的化學(xué)方程式_________

____________________。

（4）用棕黃色的粗溴乙烷制取無色的溴乙烷應(yīng)加入的試劑是___________，必須使用的儀器是________。

（5）本實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)率為60%，則可制取溴乙烷________g。

Answer 1

（1）2  8  9  3  4  5

（2）甲：容積小，反應(yīng)物超過其容積的2/3；戊：不利于吸收尾氣，易造成環(huán)境污染，并產(chǎn)生倒吸

（3）2HBr+H₂SO₄(濃)Br₂+SO₂↑+2H₂O

（4）NaOH溶液  分液漏斗 

（5）16.35

解析：（1）甲、乙是作為溴乙烷的制取裝置供選用的，應(yīng)該考慮實(shí)驗(yàn)中液體體積應(yīng)介于燒瓶容積的1/3—2/3為宜。0.25 mol乙醇的體積為0.25 mol×46 g·mol^-1×0.8 g·cm^-3≈14 mL，三種液體混合后，不考慮混合時(shí)液體的體積變化，則V_總=36 mL+25 mL+14 mL=75 mL，這一體積超過了甲容器容積的2/3，故應(yīng)選擇乙容器。

（2）由于產(chǎn)品（溴乙烷）的沸點(diǎn)低，受熱時(shí)會被蒸出，考慮到溴乙烷不溶于水且密度比水大，故可用水收集溴乙烷，此時(shí)溴乙烷沉于水的下層，水起液封作用和冷凝作用，避免溴乙烷揮發(fā)（溴乙烷蒸氣有毒），由此可見收集溴乙烷必須要用儀器己和丁，其中己連接乙。

反應(yīng)中由于副反應(yīng)的發(fā)生會導(dǎo)致蒸出的溴乙烷中混有溴蒸氣和HBr氣體，這兩種氣體有毒，必須吸收完全，HBr極易溶于水，為了有利于蒸氣的吸收，防止倒吸，應(yīng)選用丙。

（3）反應(yīng)溫度高，HBr和濃H₂SO₄會發(fā)生氧化還原反應(yīng)，紅棕色氣體為溴蒸氣。

（4）粗溴乙烷呈現(xiàn)棕黃色是由于混有了Br₂，要除去Br₂，可用NaOH溶液吸收。

（5）n(H₂SO₄)=36 mL×1.84 g·mL^-1×98%/98 g·mol^-1≈0.66 mol，從第一個(gè)反應(yīng)式可判斷出HBr為0.3 mol，從第二個(gè)反應(yīng)式判斷出HBr過量，CH₃CH₂Br的物質(zhì)的量根據(jù)CH₃CH₂OH物質(zhì)的量確定，所以CH₃CH₂Br理論產(chǎn)量為0.25 mol×109 g·mol^-1=27.25 g,溴乙烷的實(shí)際產(chǎn)量為27.25 g×60%=16.35 g。