- 溴的萃取
- 共42题
乙烯与液溴作用制取1,2-二溴乙烷的装置如下.(D中试管里所装物质为液溴)
1,2-二溴乙烷的主要物理性质见下表:
(1)A是乙醇制备乙烯的反应装置图,B、D中所盛都是水,其中D装置中水的作用是______.
(2)C和E中,所盛都是NaOH溶液,它们的作用分别是:C______;E______.
(3)写出以乙醇、浓硫酸、液溴为主要原料生成1,2-二溴乙烷的主要化学反应方程式______;______.
正确答案
解:(1)A是乙醇制备乙烯的反应装置图,是利用乙醇在浓硫酸的催化作用下发生分子内脱水制取乙烯,CH3CH2OH CH2=CH2↑+H2O,浓硫酸具有强氧化性,能氧化乙醇,能将乙醇氧化成二氧化碳,自身被还原成二氧化硫,C所盛是NaOH溶液,吸收乙烯中混有的SO2、CO2,由乙烯和溴发生加成反应生成1,2-二溴乙烷,溴易挥发,B,所以D装置中水的作用是冷却液溴,冷却可避免溴的大量挥发,
故答案为:冷却液溴;
(2)浓硫酸具有强氧化性,将乙醇氧化成二氧化碳,自身被还原成二氧化硫,SO2+2H2O+Br2=H2SO4+2HBr中S元素的化合价升高,二氧化硫被氧化,二氧化碳、二氧化硫能和氢氧化钠溶液反应,乙烯与氢氧化钠溶液不反应,溴易挥发,挥发到空气中会污染空气,常温下Br2和氢氧化钠发生反应:2NaOH+Br2═NaBr+NaBrO+H2O,
故答案为:吸收乙烯中混有的SO2、CO2;吸收逸出的溴蒸气,防止污染空气;
(3)利用乙醇在浓硫酸的催化作用下发生分子内脱水制取乙烯,乙醇发生了消去反应,浓硫酸作催化剂、脱水剂,反应条件是加热到170℃,反应为:CH3CH2OH CH2=CH2↑+H2O;乙烯分子中含有不饱和键,它和溴水发生加成反应生成无色的1,2-二溴乙烷,即CH2=CH2+Br-Br→CH2Br-CH2Br,
故答案为:CH3CH2OH CH2=CH2↑+H2O;CH2=CH2+Br-Br→CH2Br-CH2Br.
解析
解:(1)A是乙醇制备乙烯的反应装置图,是利用乙醇在浓硫酸的催化作用下发生分子内脱水制取乙烯,CH3CH2OH CH2=CH2↑+H2O,浓硫酸具有强氧化性,能氧化乙醇,能将乙醇氧化成二氧化碳,自身被还原成二氧化硫,C所盛是NaOH溶液,吸收乙烯中混有的SO2、CO2,由乙烯和溴发生加成反应生成1,2-二溴乙烷,溴易挥发,B,所以D装置中水的作用是冷却液溴,冷却可避免溴的大量挥发,
故答案为:冷却液溴;
(2)浓硫酸具有强氧化性,将乙醇氧化成二氧化碳,自身被还原成二氧化硫,SO2+2H2O+Br2=H2SO4+2HBr中S元素的化合价升高,二氧化硫被氧化,二氧化碳、二氧化硫能和氢氧化钠溶液反应,乙烯与氢氧化钠溶液不反应,溴易挥发,挥发到空气中会污染空气,常温下Br2和氢氧化钠发生反应:2NaOH+Br2═NaBr+NaBrO+H2O,
故答案为:吸收乙烯中混有的SO2、CO2;吸收逸出的溴蒸气,防止污染空气;
(3)利用乙醇在浓硫酸的催化作用下发生分子内脱水制取乙烯,乙醇发生了消去反应,浓硫酸作催化剂、脱水剂,反应条件是加热到170℃,反应为:CH3CH2OH CH2=CH2↑+H2O;乙烯分子中含有不饱和键,它和溴水发生加成反应生成无色的1,2-二溴乙烷,即CH2=CH2+Br-Br→CH2Br-CH2Br,
故答案为:CH3CH2OH CH2=CH2↑+H2O;CH2=CH2+Br-Br→CH2Br-CH2Br.
在实验室中可以用如图所示装置制备1,2-二溴乙烷.其中分液漏斗和烧瓶a中装有乙醇和浓硫酸的混合液,试管d中装有溴水(表面覆盖少量水).
(1)写出乙醇与浓硫酸反应的化学方程式______.试管d中发生反应的化学方程式______.
(2)安全瓶b可以防止倒吸,并可以检查实验进行时试管d是否发生堵塞.请写出发生堵塞时瓶b中的长导管发生的现象:______.
(3)容器c中氢氧化钠溶液的作用是______.
(4)容器e 中氢氧化钠溶液的作用是______.
正确答案
解:(1)实验室中用乙醇和浓硫酸加热来制取乙烯,然后用乙烯和溴单质的加成反应来制得1,2-二溴乙烷,发生反应的原理方程式为:CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O,试管d中乙烯与液溴发生加成反应生成1,2-二溴乙烷;CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br,
故答案为:CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O;CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br;
(2)根据大气压强原理,试管d发生堵塞时,b中压强不断增大,会导致b中水面下降,玻璃管中的水柱上升,甚至溢出,
故答案为:b中水面会下降,玻璃管中的水柱会上升,甚至溢出;
(3)浓硫酸具有强氧化性,能氧化乙醇,自身被还原成二氧化硫,所以含有杂质气体二氧化碳、二氧化硫,装置C中盛有氢氧化钠可以和制取乙烯中产生的杂质气体二氧化碳和二氧化硫发生反应,
故答案为:吸收乙烯气体中含有的CO2、SO2等酸性气体;
(4)该反应中剩余的溴化氢及反应副产物溴单质等有毒,会污染大气,应该进行尾气吸收,所以装置e中氢氧化钠溶液的作用是吸收HBr等气体,防止大气污染,
故答案为:吸收HBr等气体,防止大气污染.
解析
解:(1)实验室中用乙醇和浓硫酸加热来制取乙烯,然后用乙烯和溴单质的加成反应来制得1,2-二溴乙烷,发生反应的原理方程式为:CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O,试管d中乙烯与液溴发生加成反应生成1,2-二溴乙烷;CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br,
故答案为:CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O;CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br;
(2)根据大气压强原理,试管d发生堵塞时,b中压强不断增大,会导致b中水面下降,玻璃管中的水柱上升,甚至溢出,
故答案为:b中水面会下降,玻璃管中的水柱会上升,甚至溢出;
(3)浓硫酸具有强氧化性,能氧化乙醇,自身被还原成二氧化硫,所以含有杂质气体二氧化碳、二氧化硫,装置C中盛有氢氧化钠可以和制取乙烯中产生的杂质气体二氧化碳和二氧化硫发生反应,
故答案为:吸收乙烯气体中含有的CO2、SO2等酸性气体;
(4)该反应中剩余的溴化氢及反应副产物溴单质等有毒,会污染大气,应该进行尾气吸收,所以装置e中氢氧化钠溶液的作用是吸收HBr等气体,防止大气污染,
故答案为:吸收HBr等气体,防止大气污染.
某兴趣小组同学在实验室用加热l-丁醇、浓H2SO4和溴化钠混合物的方法来制备1-溴丁烷,设计了如图所示的实验装置(其中的夹持仪器没有画出).
请回答下列问题:
(1)A装置中,在烧杯里的液面倒扣一个漏斗,其目的是______.
(2)制备操作中,加入的浓硫酸事先必须进行稀释,其目的是______.(填字母)
a.减少副产物烯和醚的生成 b.减少Br2的生成 c.水是反应的催化剂
(3)写出此实验制1-溴丁烷的总化学方程式______
(4)有同学拟通过红外光谱仪鉴定所得产物中是否含有“-CH2CH2CH2CH3”,来确定副产物中是否存在丁醚(CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3).请评价该同学设计的鉴定方案是否合理?为什么?答:______.
(5)为了进一步提纯1-溴丁烷,该小组同学查得相关有机物的有关数据如下表:
则用B装置完成此提纯实验时,实验中要迅速升高温度至______收集所得馏分.
正确答案
既可以吸收充分,又可以防止倒吸
ab
CH3CH2CH2CH2OH+NaBr+H2SO4CH3CH2CH2CH2Br+NaHSO4+H2O
不合理,产物1-溴丁烷也含有-CH2CH2CH2CH3
101.6℃
解析
解:(1)倒置球形漏斗有缓冲作用,气体能充分被吸收且防止倒吸,故答案为:既可以吸收充分,又可以防止倒吸;
(2)l-丁醇在浓硫酸的催化作用下发生分子内脱水制取丁烯,分子间脱水得到醚,发生分子间脱水形成醚CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3,分子内脱水生成正丁烯CH2=CHCH2CH3,同时有溴离子被浓硫酸氧化成溴单质,故答案为:ab;
(3)浓H2SO4和溴化钠先生成HBr,在酸性条件下HBr与l-丁醇发生取代反应生成1-溴丁烷,反应的温度不可过高,否则有溴生成,反应的化学方程式为CH3CH2CH2CH2OH+NaBr+H2SO4CH3CH2CH2CH2Br+NaHSO4+H2O,
故答案为:CH3CH2CH2CH2OH+NaBr+H2SO4CH3CH2CH2CH2Br+NaHSO4+H2O;
(4)红外光谱仪利用物质对不同波长的红外辐射的吸收特性,进行分子结构和化学组成分析,产物CH3CH2CH2CH2Br也含有-CH2CH2CH2CH3,所以不能通过红外光谱仪来确定副产物中是否存在丁醚(CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3),
故答案为:不合理,产物1-溴丁烷也含有-CH2CH2CH2CH3;
(5)提纯1-溴丁烷,收集所得馏分为1-溴丁烷,所以须将1-溴丁烷先汽化,后液化,汽化须温度达其沸点,故答案为:101.6℃;
(2015秋•上海校级月考)实验室制备溴乙烷(C2H5Br)的装置和步骤如下:(已知溴乙烷的沸点38.4℃)①检查装置的气密性,向装置图所示的∪形管和大烧杯中加入冰水;②在圆底烧瓶中加入10mL95%乙醇、28mL78%浓硫酸,然后加入研细的13g溴化钠和几粒碎瓷片;③小心加热,使其充分反应.回答下列问题:
(1)该实验制取溴乙烷的化学方程式为:______.
(2)反应时若温度过高,可看到有红棕色气体产生,该气体分子式为______,同时生成的无色气体分子式为______.
(3)为了更好的控制反应温度,除用图示的小火加热,更好的加热方式是______.
(4)U型管内可观察到的现象是______.
(5)反应结束后,∪形管中粗制的C2H5Br呈棕黄色.为了除去粗产品中的杂质,可选择下列试剂中的______(填序号).(a)NaOH溶液 (b)H2O (c)Na2SO3溶液 (d)CCl4
所需的主要玻璃仪器是______(填仪器名称).要进一步制得纯净的C2H5Br,可用水洗,然后加入无水CaCl2,再进行______(填操作名称).
(6)下列几项实验步骤,可用于检验溴乙烷中溴元素,其正确的操作顺序是:取少量溴乙烷,然后______(填代号).
①加热;②加入AgNO3溶液;③加入稀HNO3酸化;④加入NaOH溶液;⑤冷却.
正确答案
解:(1)溴化钠、浓硫酸和乙醇制取溴乙烷的化学方程式为:NaBr+H2SO4+C2H5OHNaHSO4+C2H5Br+H2O,
故答案为:NaBr+H2SO4+C2H5OHNaHSO4+C2H5Br+H2O;
(2)由于浓硫酸具有强氧化性,会有溴生成,化学式为Br2,同时浓硫酸被还原成SO2,因此无色气体为SO2和H2O,
故答案为:Br2;SO2和H2O;
(3)为了更好的控制温度,最好用水浴加热的方法,
故答案为:水浴加热;
(4)U型管得到了溴乙烷,因此可观察到有油状液体生成,
故答案为:有油状液体生成;
(5)粗制的C2H5Br呈棕黄色,说明含有单质溴杂质,则,
a.溴乙烷能够与氢氧化钠反应,故A错误;
b.溴在溴乙烷中的溶解度比在水中大,加水难以除去溴乙烷中的溴,故B错误;
c.Na2SO3与溴发生氧化还原反应,Na2SO3可除去溴,故C正确;
d.溴和溴乙烷都能溶于四氯化碳,不能将二者分离,故D错误;
分液使用的主要仪器是分液漏斗,要进一步制得纯净的C2H5Br,可用水洗,然后加入无水CaCl2,利用沸点不同再进行蒸馏分离,
故答案为:c;分液漏斗;蒸馏;
(6)检验溴乙烷中溴元素,应在碱性条件下水解,最后加入硝酸酸化,加入硝酸银,观察是否有黄色沉淀生成,所以操作顺序为④①⑤③②,
故答案为:④①⑤③②.
解析
解:(1)溴化钠、浓硫酸和乙醇制取溴乙烷的化学方程式为:NaBr+H2SO4+C2H5OHNaHSO4+C2H5Br+H2O,
故答案为:NaBr+H2SO4+C2H5OHNaHSO4+C2H5Br+H2O;
(2)由于浓硫酸具有强氧化性,会有溴生成,化学式为Br2,同时浓硫酸被还原成SO2,因此无色气体为SO2和H2O,
故答案为:Br2;SO2和H2O;
(3)为了更好的控制温度,最好用水浴加热的方法,
故答案为:水浴加热;
(4)U型管得到了溴乙烷,因此可观察到有油状液体生成,
故答案为:有油状液体生成;
(5)粗制的C2H5Br呈棕黄色,说明含有单质溴杂质,则,
a.溴乙烷能够与氢氧化钠反应,故A错误;
b.溴在溴乙烷中的溶解度比在水中大,加水难以除去溴乙烷中的溴,故B错误;
c.Na2SO3与溴发生氧化还原反应,Na2SO3可除去溴,故C正确;
d.溴和溴乙烷都能溶于四氯化碳,不能将二者分离,故D错误;
分液使用的主要仪器是分液漏斗,要进一步制得纯净的C2H5Br,可用水洗,然后加入无水CaCl2,利用沸点不同再进行蒸馏分离,
故答案为:c;分液漏斗;蒸馏;
(6)检验溴乙烷中溴元素,应在碱性条件下水解,最后加入硝酸酸化,加入硝酸银,观察是否有黄色沉淀生成,所以操作顺序为④①⑤③②,
故答案为:④①⑤③②.
(2013秋•武昌区期末)1,2一二溴乙烷可作抗爆剂的添加剂.如图为实验室制备1,2一二溴乙烷的装置图,图中分液漏斗和烧瓶a中分别装有浓H2SO4和无水乙醇,试管d中装有液溴.
已知:CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O
CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3+H2O
相关数据列表如下:
(1)实验中应迅速将温度升高到170℃左右的原因是______.
(2)安全瓶b在实验中有多重作用.其一可以检查实验进行中导管d是否发生堵塞,请写出发生堵塞时瓶b中的现象;如果实验中导管d堵塞,你认为可能的原因是;安全瓶b还可以起到的作用是______;
(3)容器c、e中都盛有NaOH溶液,c中NaOH溶液的作用是______;
(4)某学生在做此实验时,使用一定量的液溴,当溴全部褪色时,所消耗乙醇和浓硫酸混合液的量,比正常情况下超过许多,如果装置的气密性没有问题,试分析可能的原因______;(写出两条即可)
(5)除去产物中少量未反应的Br2后,还含有的主要杂质为______,要进一步提纯,下列操作中必须的是______(填入正确选项前的字母);A.重结晶 B.过滤 C.萃取 D.蒸馏
(6)实验中也可以撤去d装置中盛冰水的烧杯,改为将冷水直接加入到d装置的试管内,则此时冷水除了能起到冷却1,2一二溴乙烷的作用外,还可以起到的作用是______.
正确答案
解:(1)乙醇在浓硫酸作用下加热到140℃的条件下,发生分子内脱水,生成乙醚,为了减少副产物乙醚,实验中应迅速将温度升高到170℃左右,
故答案为:减少副产物乙醚生成;
(2)根据大气压强原理,试管d发生堵塞时,b中压强的逐渐增大会导致b中水面下降,玻璃管中的水柱上升,甚至溢出;根据表中数据可知,1,2-二溴乙烷的沸点为9.79℃,若过度冷却,产品1,2-二溴乙烷在装置d中凝固会堵塞导管d;b装置具有够防止倒吸的作用,
故答案为:b中长直玻璃管内有一段液柱上升;过度冷却,产品1,2-二溴乙烷在装置d中凝固;防止倒吸;
(3)氢氧化钠可以和制取乙烯中产生的杂质气体二氧化碳和二氧化硫发生反应,防止造成污染,
故答案为:吸收乙烯气体中含有的CO2、SO2等酸性气体;
(4)当溴全部褪色时,所消耗乙醇和浓硫酸混合液的量,比正常情况下超过许多的原因可能是乙烯发生(或通过液溴)速度过快,导致大部分乙烯没有和溴发生反应;此外实验过程中,乙醇和浓硫酸的混合液没有迅速达到170℃会导致副反应的发生和副产物的生成,
故答案为:①乙烯流速过快,未完全发生加成反应、②发生副反应生成乙醚(③乙醇挥发、④浓硫酸将部分乙醇氧化);
(5)在制取1,2一二溴乙烷的过程中还会有副产物乙醚生成;除去1,2一二溴乙烷中的乙醚,可以通过蒸馏的方法将二者分离,所以D正确,
故答案为:乙醚;D;
(6)实验中也可以撤去d装置中盛冰水的烧杯,改为将冷水直接加入到d装置的试管内,则此时冷水除了能起到冷却1,2一二溴乙烷的作用外,由于Br2、1,2-二溴乙烷的密度大于水,还可以起到液封Br2及1,2-二溴乙烷的作用,
故答案为:液封Br2及1,2-二溴乙烷.
解析
解:(1)乙醇在浓硫酸作用下加热到140℃的条件下,发生分子内脱水,生成乙醚,为了减少副产物乙醚,实验中应迅速将温度升高到170℃左右,
故答案为:减少副产物乙醚生成;
(2)根据大气压强原理,试管d发生堵塞时,b中压强的逐渐增大会导致b中水面下降,玻璃管中的水柱上升,甚至溢出;根据表中数据可知,1,2-二溴乙烷的沸点为9.79℃,若过度冷却,产品1,2-二溴乙烷在装置d中凝固会堵塞导管d;b装置具有够防止倒吸的作用,
故答案为:b中长直玻璃管内有一段液柱上升;过度冷却,产品1,2-二溴乙烷在装置d中凝固;防止倒吸;
(3)氢氧化钠可以和制取乙烯中产生的杂质气体二氧化碳和二氧化硫发生反应,防止造成污染,
故答案为:吸收乙烯气体中含有的CO2、SO2等酸性气体;
(4)当溴全部褪色时,所消耗乙醇和浓硫酸混合液的量,比正常情况下超过许多的原因可能是乙烯发生(或通过液溴)速度过快,导致大部分乙烯没有和溴发生反应;此外实验过程中,乙醇和浓硫酸的混合液没有迅速达到170℃会导致副反应的发生和副产物的生成,
故答案为:①乙烯流速过快,未完全发生加成反应、②发生副反应生成乙醚(③乙醇挥发、④浓硫酸将部分乙醇氧化);
(5)在制取1,2一二溴乙烷的过程中还会有副产物乙醚生成;除去1,2一二溴乙烷中的乙醚,可以通过蒸馏的方法将二者分离,所以D正确,
故答案为:乙醚;D;
(6)实验中也可以撤去d装置中盛冰水的烧杯,改为将冷水直接加入到d装置的试管内,则此时冷水除了能起到冷却1,2一二溴乙烷的作用外,由于Br2、1,2-二溴乙烷的密度大于水,还可以起到液封Br2及1,2-二溴乙烷的作用,
故答案为:液封Br2及1,2-二溴乙烷.
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