- 溴的萃取
- 共42题
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,该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,实验操怍步 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.
请问答下列问题.
(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.稀氢氧化钠溶液 b.乙醇 c.四氯化碳
(4)(3)中实验操作中所需的主要玻璃仪器是______(填仪器名称).
(5)要进一步制得纯净的溴乙烷,司继续用蒸馏水洗涤,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
(6)为了检验溴乙烷中含有溴元素,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
冷凝回流
Br2
a
分液漏斗
b
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,故答案为:a;
(4)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:分液漏斗;
(5)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;
(6)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:④①③②.
实验室制取少量溴乙烷的装置如图所示.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)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
(5)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,反应的化学方程式为:NaBr+H2SO4═HBr+NaHSO4、HBr+CH3CH2OHCH3CH2Br+H2O,
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)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,所以d正确,
故答案为:d;
(5)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,反应的化学方程式为:NaBr+H2SO4═HBr+NaHSO4、HBr+CH3CH2OHCH3CH2Br+H2O,
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)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,所以d正确,
故答案为:d;
(5)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.
实验室制备1,2-二溴乙烷的反应原理如下:
CH3CH2OH→CH2=CH2
CH2=CH2+B2→BrCH2CH2Br
可能存在的主要副反应有:乙醇在浓硫酸的存在下在l40℃脱水生成乙醚.
用少量的溴和足量的乙醇制备1,2-二溴乙烷的装置如下图所示
有关数据列表如下:
回答下列问题:
(1)在此制各实验中,要尽可能迅速地把反应温度提高到170℃左右,其最主要目的是______;(填正确选项前的字母)
a.引发反应 b.加快反应速度 c.防止乙醇挥发 d.减少副产物乙醚生成
(2)在装置C中应加入______,其目的是吸收反应中可能生成的酸性气体:(填正确选项前的字母)
a.水 b.浓硫酸 c.氢氧化钠溶液 d.饱和碳酸氢钠溶液
(3)判断该制各反应已经结束的最简单方法是______;
(4)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”);
(5)若产物中有少量未反应的Br2,最好用______洗涤除去;(填正确选项前的字母)
a.水 b.氢氧化钠溶液 c.碘化钠溶液 d.乙醇
(6)若产物中有少量副产物乙醚.可用______的方法除去;
(7)反应过程中应用冷水冷却装置D,其主要目的是______;但又不能过度冷却(如用冰水),其原因是______.
正确答案
d
c
溴的颜色完全褪去
下
b
蒸馏
乙烯与溴反应时放热,冷却可避免溴的大量挥发,
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)乙醇在浓硫酸140℃的条件下,发生分子内脱水,生成乙醚,
故答案为:d;
(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,二氧化碳、二氧化硫能和氢氧化钠溶液反应,故答案为:c;
(3)乙烯和溴水发生加成反应生成1,2-二溴乙烷,1,2-二溴乙烷为无色,
故答案为:溴的颜色完全褪去;
(4)1,2-二溴乙烷和水不互溶,1,2-二溴乙烷密度比水大,
故答案为:下;
(5)常温下Br2和氢氧化钠发生反应:2NaOH+Br2═NaBr+NaBrO+H2O,
故答案为:b;
(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,
故答案为:乙烯与溴反应时放热,冷却可避免溴的大量挥发;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;
溴乙烷是一种重要的化工合成原料.实验室合成溴乙烷的反应和实验装置如下:
反应:CH3CH2OH+HBrCH3CH2Br+H2O
装置如图.
实验中可能用到的数据如表:
①合成反应:在仪器B中加入适量NaBr、浓硫酸和50mL乙醇,安装好仪器,缓缓加热,收集馏出物.
②分离提纯:将馏出物加水后振荡,再加入适量酸除去乙醚,分液,最后得到52mL溴乙烷.
回答下列问题:
(1)仪器B的名称是______.
(2)仪器C为直形冷凝管,冷水进口是______(填“a”或“b”).
(3)仪器D置于盛有______的烧杯中,目的是______.
(4)装置A的名称为牛角管,其结构中的c支管的作用是______.
(5)溴乙烷粗产品分离提纯阶段,加水的目的是______.
(6)该实验所得溴乙烷的产率为______.
正确答案
解:(1)根据图示装置可知,仪器B为蒸馏烧瓶,
故答案为:蒸馏烧瓶;
(2)为了提高冷凝效果,冷凝管中通水方向采用逆向通水的方法,即从b进水,从a出水,
故答案为:b;
(3)根据表中数据可知,溴乙烷的沸点为38.4℃,且难溶于水,所以使用冰水冷却溴乙烷,
故答案为:冰水混合物;冷却溴乙烷;
(4)若没有支管c,装置D中气压偏大,不利于装置D接收馏出液,所以支管c的作用为:平衡装置B、D中的气压,便于装置D中接收馏出液,
故答案为:平衡装置B、D中的气压,便于装置D中接收馏出液;
(5)制取的溴乙烷中会混有乙醇,根据溴乙烷难溶于水,而乙醇易溶于水,可以加水振荡后除去溴乙烷中溶解的乙醇,
故答案为:除去溶解在溴乙烷中乙醇;
(6)50mL乙醇的质量为:0.79g/mL×50mL=39.5g,乙醇的物质的量为:≈0.86mol,根据反应原理可知,理论上生成溴乙烷的物质的量为0.86mol;
52mL溴乙烷的物质的量为:≈0.68mol,溴乙烷的产率为:
×100%≈79%,
故答案为:79%.
解析
解:(1)根据图示装置可知,仪器B为蒸馏烧瓶,
故答案为:蒸馏烧瓶;
(2)为了提高冷凝效果,冷凝管中通水方向采用逆向通水的方法,即从b进水,从a出水,
故答案为:b;
(3)根据表中数据可知,溴乙烷的沸点为38.4℃,且难溶于水,所以使用冰水冷却溴乙烷,
故答案为:冰水混合物;冷却溴乙烷;
(4)若没有支管c,装置D中气压偏大,不利于装置D接收馏出液,所以支管c的作用为:平衡装置B、D中的气压,便于装置D中接收馏出液,
故答案为:平衡装置B、D中的气压,便于装置D中接收馏出液;
(5)制取的溴乙烷中会混有乙醇,根据溴乙烷难溶于水,而乙醇易溶于水,可以加水振荡后除去溴乙烷中溶解的乙醇,
故答案为:除去溶解在溴乙烷中乙醇;
(6)50mL乙醇的质量为:0.79g/mL×50mL=39.5g,乙醇的物质的量为:≈0.86mol,根据反应原理可知,理论上生成溴乙烷的物质的量为0.86mol;
52mL溴乙烷的物质的量为:≈0.68mol,溴乙烷的产率为:
×100%≈79%,
故答案为:79%.
实验室用如图所示的装置制取溴乙烷.在试管Ⅰ中依次加入2mL蒸馏水、4mL浓硫酸、2mL95%的乙醇和3g溴化钠粉末,在试管Ⅱ中注入蒸馏水,在烧杯中注入自来水.加热试管Ⅰ至微沸状态数分钟后,冷却.已知:通常情况下,溴乙烷呈液态,其密度比水大且不溶于水.试回答下列问题:
(1)试管Ⅰ中硫酸和溴化钠加热反应生成氢溴酸.写出氢溴酸与乙醇在加热时反应的化学方程式______.
(2)在反应发生后试管II中可观察到的现象是______.
(3)溴乙烷为无色油状液体.若试管II中获得的有机物呈棕黄色,除去其中的杂质应选用的试剂是______(填序号)
A.CCl4 B.NaOH溶液 C.Na2SO3溶液
利用上述试剂充分洗涤后,分离混合物的操作是______(填操作名称)
(4)设计实验证明有机物溴乙烷中含有溴元素.完成以下实验报告:
正确答案
解:(1)氢溴酸与乙醇在加热生成溴乙烷和水,反应的化学方程式为:CH3CH2OH+HBrCH3CH2Br+H2O,
故答案为:CH3CH2OH+HBrCH3CH2Br+H2O;
(2)在U型管内有制取的溴乙烷,所以在反应发生后试管II现象为:有油状液体生成,
故答案为:有油状物沉于水下;
(3)粗制的C2H5Br呈棕黄色,说明含有单质溴,则
A.溴和溴乙烷都能溶于四氯化碳,不能将二者分离,故A错误;
B.加入NaOH溶液,会导致溴乙烷水解,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;
反应后的溶液会分层,可以通过分液操作分离,
故答案为:C;分液;
(4)将溴乙烷加入氢氧化钠溶液加热,让溴乙烷水解生成溴离子,液体分层,上层是溴化钠;
水解后的溴离子在上层,用硝酸酸化,为检验溴离子排除干扰,向酸化的溶液中滴加AgNO3溶液,有淡黄色沉淀,溶液中含有Br-,即原有机物中含有Br元素,
故答案为:
.
解析
解:(1)氢溴酸与乙醇在加热生成溴乙烷和水,反应的化学方程式为:CH3CH2OH+HBrCH3CH2Br+H2O,
故答案为:CH3CH2OH+HBrCH3CH2Br+H2O;
(2)在U型管内有制取的溴乙烷,所以在反应发生后试管II现象为:有油状液体生成,
故答案为:有油状物沉于水下;
(3)粗制的C2H5Br呈棕黄色,说明含有单质溴,则
A.溴和溴乙烷都能溶于四氯化碳,不能将二者分离,故A错误;
B.加入NaOH溶液,会导致溴乙烷水解,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;
反应后的溶液会分层,可以通过分液操作分离,
故答案为:C;分液;
(4)将溴乙烷加入氢氧化钠溶液加热,让溴乙烷水解生成溴离子,液体分层,上层是溴化钠;
水解后的溴离子在上层,用硝酸酸化,为检验溴离子排除干扰,向酸化的溶液中滴加AgNO3溶液,有淡黄色沉淀,溶液中含有Br-,即原有机物中含有Br元素,
故答案为:
.
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