Question

由正丁醇(用n?C4H9OH表示)制備正溴丁烷(沸點(diǎn)：101.6 ℃)的反應(yīng)如下：n?C4H9OH＋NaBr＋H2SO4―→n?C4H9Br＋NaHSO4＋H2O

副反應(yīng)：n?C4H9OHCH3CH2CHCH2↑＋H2O

2n?C4H9OH(n?C4H9)2O＋H2O

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

已知反應(yīng)物及其用量：固體NaBr 0.24 mol，n?C4H9OH 0.20 mol，濃H2SO4 29 mL，H2O 20 mL。

制備過(guò)程經(jīng)歷如下五個(gè)步驟，試回答下列問(wèn)題：

(1)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________。

A．減少HBr的揮發(fā)

B．防止正丁醇的揮發(fā)

C．防止溴化鈉被氧化

D．防止溫度過(guò)高導(dǎo)致炭化結(jié)焦

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

_____________________________________________________。

(2)加熱回流：反應(yīng)裝置選擇Ⅱ而不選擇Ⅰ的原因是_________________。在反應(yīng)裝置中冷凝水應(yīng)該從________(填“A”或“B”)端進(jìn)水。

 

(3)分離粗產(chǎn)物：反應(yīng)結(jié)束待反應(yīng)液冷卻后，用直形冷凝管換下球形冷凝管，將其變?yōu)檎麴s裝置進(jìn)行蒸餾，得到的粗產(chǎn)物中除主產(chǎn)品外，還含下列選項(xiàng)中的________。

①C4H9OH　②SO2　③(C4H9)2O　④Br2　⑤NaHSO4 ⑥H2O　⑦H2SO4

(4)洗滌粗產(chǎn)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(jī)層。如果不能判斷哪層是有機(jī)層，可以用_______________方法來(lái)判斷。對(duì)有機(jī)層，進(jìn)行洗滌除雜、除水后可得到粗產(chǎn)品。

(5)收集產(chǎn)物：將干燥好的產(chǎn)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(chǎn)物是n?C4H9Br，方法是_____________________________

___________________________________________。

 

Answer 1

　(1)①ABC　②會(huì)加大副反應(yīng)進(jìn)行

(2)Ⅱ可以防止揮發(fā)性尾氣進(jìn)入空氣污染環(huán)境　B (3)①③④⑥

(4)從任意一層取少量溶液加水，如混溶則該層為水層；不混溶則為有機(jī)層(其他合理答案也給分)

(5)測(cè)定產(chǎn)品的沸點(diǎn)(其他合理答案也給分)

【解析】　(1)①由于濃硫酸與水混合放出大量的熱會(huì)導(dǎo)致HBr和正丁醇的大量揮發(fā)影響原料的利用率，且溫度較高時(shí)容易發(fā)生其他副反應(yīng)。②硫酸的用量和濃度過(guò)大也會(huì)導(dǎo)致副反應(yīng)的發(fā)生。(2)裝置Ⅰ和Ⅱ的主要區(qū)別是有無(wú)尾氣吸收裝置，故應(yīng)選擇Ⅱ可以防止揮發(fā)性尾氣進(jìn)入空氣污染環(huán)境。冷凝管中冷凝水從下口進(jìn)入可以使冷卻更加充分。(3)反應(yīng)結(jié)束后混合液中含有產(chǎn)品以及未完全反應(yīng)的反應(yīng)物和反應(yīng)中的一些副產(chǎn)物，但SO2為氣體已脫離該體系；然后再進(jìn)行蒸餾，一些易揮發(fā)的物質(zhì)都隨主產(chǎn)品一同蒸餾出來(lái)。(4)該題充分利用水和有機(jī)層互不相溶的特點(diǎn)來(lái)解題。(5)測(cè)定物質(zhì)的沸點(diǎn)是比較準(zhǔn)確的判斷物質(zhì)組成的方法。