- 溴的萃取
- 共42题
1,2-二溴乙烷可作汽油抗爆剂的添加剂,常温下它是无色液体,密度2.18g•cm-3,沸点131.4℃,熔点9.79℃,不溶于水,易溶于醇、醚、丙酮等有机溶剂.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中装有液溴(表面覆盖少量水).
填写下列空白:
(1)写出本题中制备1,2-二溴乙烷的两个化学反应方程式.______;______;
(2)瓶b的两个作用是______;
(3)容器c中NaOH溶液的作用是:______;
(4)瓶e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,发生反应的化学方程式为CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O,CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br,
故答案为:CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O;CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br;
(2)安全瓶b可以防止倒吸;当c堵塞时,气体不畅通,则在b中气体产生的压强将水压入直玻璃管中,甚至溢出玻璃管,所以c可以检查实验进行时试管d是否发生堵塞,
故答案为:防止倒吸、检查实验进行时试管d是否发生堵塞;
(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:除去乙烯中带出的酸性气体(或除去CO2、SO2);
(4)溴有毒,需要使用尾气吸收装置,氢氧化钠溶液能够与溴反应,所以d在氢氧化钠吸收挥发的溴蒸气,防止污染大气,
故答案为:吸收挥发的溴蒸气,防止污染大气.
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,发生反应的化学方程式为CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O,CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br,
故答案为:CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O;CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br;
(2)安全瓶b可以防止倒吸;当c堵塞时,气体不畅通,则在b中气体产生的压强将水压入直玻璃管中,甚至溢出玻璃管,所以c可以检查实验进行时试管d是否发生堵塞,
故答案为:防止倒吸、检查实验进行时试管d是否发生堵塞;
(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:除去乙烯中带出的酸性气体(或除去CO2、SO2);
(4)溴有毒,需要使用尾气吸收装置,氢氧化钠溶液能够与溴反应,所以d在氢氧化钠吸收挥发的溴蒸气,防止污染大气,
故答案为:吸收挥发的溴蒸气,防止污染大气.
已知1,2-二溴乙烷的主要物理性质如表:
如图为实验室用乙烯与液溴作用制取1,2-二溴乙烷的部分装置图.
(1)A、C中都盛有水,这两个装置的作用分别是______、______.
(2)B和D装置都盛有NaOH溶液,它们的作用分别是______、______.
(3)试写出以乙醇、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
A是缓冲装置
C是冷却装置
B是吸收乙烯中混有的SO2、CO2
D是吸收逸出的溴蒸气,防止污染空气
CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O,CH2=CH2+Br-Br→CH2Br-CH2Br
解析
解:(1)当A中气体压力过大时,水就会从玻璃管上端溢出,起到缓冲作用;由乙烯和溴发生加成反应生成1,2-二溴乙烷,溴易挥发,所以C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:A是缓冲装置;C是冷却装置;
(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,该装置图中A是安全瓶,B是吸收乙烯中混有的SO2、CO2,C是冷却装置,减少产物的挥发,D是吸收逸出的溴蒸气,防止污染空气,
故答案为:B是吸收乙烯中混有的SO2、CO2;D是吸收逸出的溴蒸气,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.
溴乙烷是一种重要的有机化工原料,其沸点为38.4℃.制备溴乙烷的一种方法是乙醇与氢溴酸反应,实际通常是用溴化钠与一定浓度的硫酸和乙醇反应.某课外小组欲在实验室制备溴乙烷的装置如图,实验操作步骤如下:
①检查装置的气密性;②在圆底烧瓶中加入95%乙醇、80%硫酸,然后加入研细的溴化钠粉末和几粒碎瓷片;③小心加热,使其充分反应.请回答下列问题.
(1)装置A的作用是______.
(2)反应时若温度过高,则有SO2生成,同时观察到还有一种红棕色气体产生,该气体的分子式是______.
(3)反应结束后,得到的粗产品呈棕黄色.为了除去粗产品中的杂质,可选择下列试剂中的______ (填写上正确选项的字母).a.亚硫酸钠溶液 b.乙醇 c.四氯化碳
该实验操作中所需的主要玻璃仪器是______.(填仪器名称).
(4)要进一步制得纯净的溴乙烷,可继续用蒸馏水洗涤,分液后,再加入无水CaCl2,然后进行的实验操作是.______(填写正确选项的字母).a.分液 b.蒸馏 c.萃取
(5)为了检验溴乙烷中含有溴元素,不能直接向溴乙烷中滴加硝酸银溶液来检验,其原因是______.通常采用的方法是取少量溴乙烷,然后______(按实验的操作顺序选填下列序号).
①加热 ②加入AgNO3溶液 ③加入稀HNO3酸化 ④加入NaOH溶液.
正确答案
解:(1)实验时,长玻璃导管的作用是冷凝回流,可以获得要制取的有机物,
故答案为:冷凝回流;
(2)浓硫酸具有氧化性,可以将还原性的溴离子氧化为溴单质,得到的红棕色气体为溴蒸气,浓硫酸自身被还原为二氧化硫,
故答案为:Br2;
(3)溴单质溶解在有机物中显示棕黄色,为了除去粗产品中的杂质溴单质,可以用氢氧化钠来与之发生反应生成的溶液和溴乙烷互不相溶;
实现溴乙烷和氯化钠、次氯酸钠水溶液的分离可以采用分液法,用分液漏斗来分液,
故答案为:a;分液漏斗;
(4)用蒸馏水洗涤,分液后,再加入无水CaCl2,溴乙烷的沸点较低,可以采用蒸馏来分离,
故答案为:b;
(5)为了检验溴乙烷中含有溴元素,不能直接向溴乙烷中滴加硝酸银溶液来检验,是因为溴乙烷为非电解质,溴乙烷不能与硝酸银溶液反应生成沉淀;检验溴乙烷中含有溴元素一定要将之转化为溴离子,可以采用卤代烃的水解方法,即加入氢氧化钠即可,在溴离子可以和银离子反应生成淡黄色不溶于硝酸的沉淀溴化银来检验,可以加入硝酸酸化的硝酸银,
故答案为:溴乙烷不能与硝酸银溶液反应生成沉淀;④①③②.
解析
解:(1)实验时,长玻璃导管的作用是冷凝回流,可以获得要制取的有机物,
故答案为:冷凝回流;
(2)浓硫酸具有氧化性,可以将还原性的溴离子氧化为溴单质,得到的红棕色气体为溴蒸气,浓硫酸自身被还原为二氧化硫,
故答案为:Br2;
(3)溴单质溶解在有机物中显示棕黄色,为了除去粗产品中的杂质溴单质,可以用氢氧化钠来与之发生反应生成的溶液和溴乙烷互不相溶;
实现溴乙烷和氯化钠、次氯酸钠水溶液的分离可以采用分液法,用分液漏斗来分液,
故答案为:a;分液漏斗;
(4)用蒸馏水洗涤,分液后,再加入无水CaCl2,溴乙烷的沸点较低,可以采用蒸馏来分离,
故答案为:b;
(5)为了检验溴乙烷中含有溴元素,不能直接向溴乙烷中滴加硝酸银溶液来检验,是因为溴乙烷为非电解质,溴乙烷不能与硝酸银溶液反应生成沉淀;检验溴乙烷中含有溴元素一定要将之转化为溴离子,可以采用卤代烃的水解方法,即加入氢氧化钠即可,在溴离子可以和银离子反应生成淡黄色不溶于硝酸的沉淀溴化银来检验,可以加入硝酸酸化的硝酸银,
故答案为:溴乙烷不能与硝酸银溶液反应生成沉淀;④①③②.
实验室制取少量溴乙烷的装置如右图所示.根据题意完成下列填空:
(1)圆底烧瓶中加入的反应物是溴化钠、______和1:1的硫酸.配制体积比1:1的硫酸所用的定量仪器为______(选填编号).
a.天平 b.量筒 c.容量瓶 d.滴定管
(2)写出加热时烧瓶中发生的主要反应的化学方程式______.
(3)将生成物导入盛有冰水混合物的试管A中,冰水混合物的作用是______.
试管A中的物质分为三层(如图所示),产物在第______层.
(4)试管A中除了产物和水之外,还可能存在______、______(写出化学式).
(5)用浓的硫酸进行实验,若试管A中获得的有机物呈棕黄色,除去其中杂质的正确方法是______(选填编号).
a.蒸馏 b.氢氧化钠溶液洗涤
c.用四氯化碳萃取 d.用亚硫酸钠溶液洗涤
若试管B中的酸性高锰酸钾溶液褪色,使之褪色的物质的名称是______.
(6)实验员老师建议把上述装置中的仪器连接部分都改成标准玻璃接口,其原因是:______.
正确答案
解:(1)实验室制取少量溴乙烷所用试剂是乙醇和溴化氢反应,二者在加热下发生取代反应生成溴乙烷;此实验量取溶液的体积要求精确度不是很高,可用量筒量取,故答案为:乙醇; b;
(2)药品混合后在加热条件下生成HBr并和乙醇发生取代反应,故答案为:NaBr+H2SO4═HBr+NaHSO4、HBr+CH3CH2OH CH3CH2Br+H2O;
(3)收集装置所用导气管较长,可以起到冷却的作用,生成的溴乙烷和水互不相溶,并且溴乙烷的密度比水大,在冰水混合物的下层,故答案为:冷却、液封溴乙烷; 3;
(4)在加热条件下反应,HBr和CH3CH2OH都易挥发,故生成物中有存在HBr、CH3CH2OH,故答案为:HBr;CH3CH2OH;
(5)试管A中获得的有机物呈棕黄色,是由于浓硫酸具有强氧化性,将HBr氧化物Br2,产物为溴乙烷,混有单质溴,蒸馏不能完全除去杂质,并且操作麻烦,氢氧化钠溶液易使溴乙烷水解,四氯化碳会引入新的杂质,而亚硫酸钠和溴发生氧化还原反应生成HBr和硫酸钠,易与溴乙烷分离.,在加热温度较高时,乙醇发生消去反应生成乙烯,
故答案为:d; 乙烯;
(6)浓硫酸具有强氧化性,将HBr氧化物Br2,生成的Br2具有强氧化性,会腐蚀橡胶,应用玻璃导管,故答案为:反应会产生Br2,腐蚀橡胶.
解析
解:(1)实验室制取少量溴乙烷所用试剂是乙醇和溴化氢反应,二者在加热下发生取代反应生成溴乙烷;此实验量取溶液的体积要求精确度不是很高,可用量筒量取,故答案为:乙醇; b;
(2)药品混合后在加热条件下生成HBr并和乙醇发生取代反应,故答案为:NaBr+H2SO4═HBr+NaHSO4、HBr+CH3CH2OH CH3CH2Br+H2O;
(3)收集装置所用导气管较长,可以起到冷却的作用,生成的溴乙烷和水互不相溶,并且溴乙烷的密度比水大,在冰水混合物的下层,故答案为:冷却、液封溴乙烷; 3;
(4)在加热条件下反应,HBr和CH3CH2OH都易挥发,故生成物中有存在HBr、CH3CH2OH,故答案为:HBr;CH3CH2OH;
(5)试管A中获得的有机物呈棕黄色,是由于浓硫酸具有强氧化性,将HBr氧化物Br2,产物为溴乙烷,混有单质溴,蒸馏不能完全除去杂质,并且操作麻烦,氢氧化钠溶液易使溴乙烷水解,四氯化碳会引入新的杂质,而亚硫酸钠和溴发生氧化还原反应生成HBr和硫酸钠,易与溴乙烷分离.,在加热温度较高时,乙醇发生消去反应生成乙烯,
故答案为:d; 乙烯;
(6)浓硫酸具有强氧化性,将HBr氧化物Br2,生成的Br2具有强氧化性,会腐蚀橡胶,应用玻璃导管,故答案为:反应会产生Br2,腐蚀橡胶.
实验室用少量的溴和足量的乙醇制备1,2-二溴乙烷(BrCH2CH2Br).
反应分两步进行:
第一步,乙醇与浓硫酸共热到170℃生成乙烯(CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O);
第二步,乙烯与溴生成1,2-二溴乙烷(CH2=CH2+Br2→BrCH2CH2Br).
可能存在的副反应有:乙醇在浓硫酸的存在下于l40℃脱水生成乙醚(C2H5-O-C2H5);温度过高,乙醇与浓硫酸反应生成SO2、CO2等酸性气体.
有关数据列表如下:
反应装置如图(略去加热等装置):
回答下列问题:
(1)熔沸点:乙醇>乙醚.利用物质结构的相关知识解释原因______.
(2)组装好仪器后检查A、B、C装置气密性的操作是______.
(3)如果D中导气管发生堵塞事故,装置B中可能观察到的现象是______.
(4)装置C中可能发生反应的化学方程式是______(写出一个即可).
(5)将1,2-二溴乙烷粗产品置于分液漏斗中,加水,振荡后静置,产物应在______层(填“上”、“下”);若产物中有少量未反应的Br2,最好用______洗涤除去(填字母).
a.水 b.氢氧化钠溶液 c.乙醇
(6)若产物中有少量副产物乙醚,可采用的除杂方法是______.
(7)反应时装置D的烧杯中应装______(填“a”或“b”),不装另一种的原因是______.
a.冷水 b.冰水.
正确答案
解:(1)乙醇分子间存在氢键(分子间的一种作用力),使得其溶沸点升高,乙醚没有氢键,
故答案为:乙醇分子间存在氢键,而乙醚没有;
(2)检查装置的气密性一般是根据气压原理,该反应装置,可以使用酒精灯对A底部微微加热,装置内气压升高B装置中长导管液面上升,C装置中有气泡产生,才能说明气密性好,
故答案为:用酒精灯对A底部微微加热,装置内气压升高B装置中长导管液面上升,C装置中有气泡产生,才能说明气密性好;
(3)如果D中导气管发生堵塞事故,A中产生的乙烯气体会导致装置B中压强增大,长导管液面会上升,
故答案为:装置B中长导管液面上升;
(4)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,二氧化碳、二氧化硫能和氢氧化钠溶液反应,SO2+2NaOH═Na2SO3+H2O,CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O
故答案为:SO2+2NaOH═Na2SO3+H2O;
(5)1,2-二溴乙烷和水不互溶,1,2-二溴乙烷密度比水大,所以加水,振荡后静置,产物应在下层,溴在水、乙醇中的溶解度较小,常温下Br2和氢氧化钠发生反应:2NaOH+Br2═NaBr+NaBrO+H2O,所以选择氢氧化钠洗涤,
故答案为:下;2NaOH+Br2═NaBr+NaBrO+H2O;
(6)1,2-二溴乙烷与乙醚的沸点不同,两者均为有机物,互溶,用蒸馏的方法将它们分离,
故答案为:蒸馏;
(7)溴在常温下,易挥发,乙烯与溴反应时放热,溴更易挥发,冷却可避免溴的大量挥发,但1,2-二溴乙烷的凝固点9℃较低,不能过度冷却,(如用冰水),所以选择a冷水,
故答案为:a;1,2-二溴乙烷的凝固点较低(9℃),过度冷却会使其凝固而使气路堵塞;
解析
解:(1)乙醇分子间存在氢键(分子间的一种作用力),使得其溶沸点升高,乙醚没有氢键,
故答案为:乙醇分子间存在氢键,而乙醚没有;
(2)检查装置的气密性一般是根据气压原理,该反应装置,可以使用酒精灯对A底部微微加热,装置内气压升高B装置中长导管液面上升,C装置中有气泡产生,才能说明气密性好,
故答案为:用酒精灯对A底部微微加热,装置内气压升高B装置中长导管液面上升,C装置中有气泡产生,才能说明气密性好;
(3)如果D中导气管发生堵塞事故,A中产生的乙烯气体会导致装置B中压强增大,长导管液面会上升,
故答案为:装置B中长导管液面上升;
(4)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,二氧化碳、二氧化硫能和氢氧化钠溶液反应,SO2+2NaOH═Na2SO3+H2O,CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O
故答案为:SO2+2NaOH═Na2SO3+H2O;
(5)1,2-二溴乙烷和水不互溶,1,2-二溴乙烷密度比水大,所以加水,振荡后静置,产物应在下层,溴在水、乙醇中的溶解度较小,常温下Br2和氢氧化钠发生反应:2NaOH+Br2═NaBr+NaBrO+H2O,所以选择氢氧化钠洗涤,
故答案为:下;2NaOH+Br2═NaBr+NaBrO+H2O;
(6)1,2-二溴乙烷与乙醚的沸点不同,两者均为有机物,互溶,用蒸馏的方法将它们分离,
故答案为:蒸馏;
(7)溴在常温下,易挥发,乙烯与溴反应时放热,溴更易挥发,冷却可避免溴的大量挥发,但1,2-二溴乙烷的凝固点9℃较低,不能过度冷却,(如用冰水),所以选择a冷水,
故答案为:a;1,2-二溴乙烷的凝固点较低(9℃),过度冷却会使其凝固而使气路堵塞;
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