- 溴的萃取
- 共42题
某兴趣小组在实验室用加热乙醇、浓H2SO4、溴化钠和少量水的混合物来制备溴乙烷,并检验反应的部分副产物.设计了如图装置,其中夹持仪器、加热仪器及冷却水管没有画出.请根据实验步骤回答:
(1)仪器A的名称是______,仪器A正上方冷凝管冷凝水从______口进入,仪器A右方冷凝管冷凝水从______口进入;
(2)制备操作中,加入的少量的水,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.减少HBr的挥发 d.水是反应的催化剂
(3)加热片刻后,A中的混合物出现橙红色,该橙红色物质可能是______;
(4)理论上上述反应的副产物还可能有:乙醚(CH3CH2-O-CH2CH3)、乙烯、溴化氢等
①检验副产物中是否含有溴化氢:熄灭酒精灯,在竖直冷凝管上方塞上塞子、打开a,利用余热继续反应直至冷却,通过B、C装置检验.B、C中应盛放的试剂分别是______、______;
②检验副产物中是否含有乙醚:通过红外光谱仪鉴定所得产物中含有“-CH2CH3”基团,来确定副产物中存在乙醚.你认为对该同学的观点______;(填“正确”或“不正确”),原因是______.
正确答案
解:(1)仪器A的名称是:三颈烧瓶,冷凝管里水流的方向与蒸气的流向相反,否则不能使蒸馏水充满冷凝管,不能充分冷凝,所以竖直冷凝管冷凝水流向下口进,上口出,故答案为:三颈烧瓶;c;e;
(2)反应中加入少量的水,防止反应进行时发生大量的泡沫,减少副产物乙醚的生成和避免HBr的挥发,故abc正确,故选abc;
(3)加热后,浓硫酸具有强氧化性,将部分溴化氢氧化成溴单质,因此橙红色的物质为溴单质,故答案为:Br2;
(4)①检验溴化氢,可用硝酸银溶液或石蕊溶液检验,但先要除去混有的溴,所以,将混合物通过有机溶剂,再通入硝酸银溶液或石蕊溶液,
故答案为:苯(或四氯化碳等有机溶剂); 硝酸银或石蕊试液;
②由于溴乙烷中也含乙基,故该同学的判断不正确,故答案为:不正确;溴乙烷中也含乙基.
解析
解:(1)仪器A的名称是:三颈烧瓶,冷凝管里水流的方向与蒸气的流向相反,否则不能使蒸馏水充满冷凝管,不能充分冷凝,所以竖直冷凝管冷凝水流向下口进,上口出,故答案为:三颈烧瓶;c;e;
(2)反应中加入少量的水,防止反应进行时发生大量的泡沫,减少副产物乙醚的生成和避免HBr的挥发,故abc正确,故选abc;
(3)加热后,浓硫酸具有强氧化性,将部分溴化氢氧化成溴单质,因此橙红色的物质为溴单质,故答案为:Br2;
(4)①检验溴化氢,可用硝酸银溶液或石蕊溶液检验,但先要除去混有的溴,所以,将混合物通过有机溶剂,再通入硝酸银溶液或石蕊溶液,
故答案为:苯(或四氯化碳等有机溶剂); 硝酸银或石蕊试液;
②由于溴乙烷中也含乙基,故该同学的判断不正确,故答案为:不正确;溴乙烷中也含乙基.
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(浓硫酸与水的体积比为1:1),配制1:1硫酸时所用的定量仪器为______ (选填编号)
a.天平 b.量筒c.容量瓶 d.碱式滴定管
(2)加热时烧瓶中发生两个主要反应,请补充完整反应的化学方程式:
①NaBr+H2SO4HBr↑+NaHSO4
②______
(3)将生成物导入盛有冰水混合物中,冰水对产物冷却并液封,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______(化学式,任意写出一种)
(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______ (填序号)
a.蒸馏b.用NaOH溶液洗涤 c.用CCl4萃取 d.用Na2SO3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的橡胶管改成标准玻璃接口,橡胶塞最好用锡箔包住,其原因是______.
正确答案
解:(1)乙醇与溴化氢反应制取溴乙烷,则反应物中还缺少乙醇;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、CH3CH2OH+HBrCH3CH2Br+H2O,
故答案为:CH3CH2OH+HBrCH3CH2Br+H2O;
(3)反应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: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或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,乙烯能够使酸性高锰酸钾溶液褪色,
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)乙醇与溴化氢反应制取溴乙烷,则反应物中还缺少乙醇;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、CH3CH2OH+HBrCH3CH2Br+H2O,
故答案为:CH3CH2OH+HBrCH3CH2Br+H2O;
(3)反应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: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或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,乙烯能够使酸性高锰酸钾溶液褪色,
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.
实验室可用NaBr、浓H2SO4、乙醇为原料制备少量溴乙烷:
C2H5-OH+HBrC2H5Br+H2O
已知反应物的用量为:0.30mol NaBr(s);0.25mol C2H5OH(密度为0.80g•cm-3);36mL浓H2SO4(质量分数为98%,密度为1.84g•mL-1);25mL水.试回答下列问题.
(1)该实验应选择图中的a装置还是b装置?______.
(2)反应装置中的烧瓶应选择下列哪种规格最合适______
A.50mL B.100mL C.150mL D.250mL
(3)冷凝管中的冷凝水的流向应是______
A.A进B出 B.B进A出 C.从A进或B进均可
(4)可能发生的副反应为:______、______、______(至少写出3个方程式).
(5)实验完成后,须将烧瓶内的有机物蒸出,结果得到棕黄色的粗溴乙烷,欲得纯净溴乙烷,应采用的措施是______.
正确答案
解:(1)由题给信息,知该反应为:C2H5-OH+HBrC2H5Br+H2O,反应需要加热,所以应采用装置a,
故答案为:a;
(2)烧瓶的规格与所盛液体的体积有关,加热时烧瓶内液体的体积应小于烧瓶的容积的,
V(C2H5OH)==14cm-3=14mL,忽略混合时体积变化,混合后液体的总体积约为36mL+25mL+14mL=75mL,所以150mL的烧瓶最合适,故答案为:C;
(3)冷凝时,水需充满冷凝器,为了防止冷凝器冷凝时,受热不均匀破裂,冷凝水应下进上出.故答案为:B;
(4)可能发生的副反应有:C2H5OH脱水生成乙烯和乙醚;浓H2SO4氧化HBr;C2H5OH脱水炭化等反应.故答案为:
C2H5OHC2H4↑+H2O 2C2H5OH
C2H5OC2H5+H2O
2HBr+H2SO4(浓)Br2+SO2↑+2H2O C2H5OH+2H2SO4(浓)
2C+2SO2↑+5H2O
C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O(任意选取3个反应即可)
(5)棕黄色的粗溴乙烷,是由于溴乙烷溶解了Br2的缘故,可用质量分数小于5%的稀NaOH溶液洗涤除去,采用稀NaOH溶液,是为了防止C2H5Br的水解.
故答案为:将粗溴乙烷和稀NaOH(aq)的混合物放在分液漏斗中用力振荡,并不断放气,至油层无色,分液可得纯溴乙烷.
解析
解:(1)由题给信息,知该反应为:C2H5-OH+HBrC2H5Br+H2O,反应需要加热,所以应采用装置a,
故答案为:a;
(2)烧瓶的规格与所盛液体的体积有关,加热时烧瓶内液体的体积应小于烧瓶的容积的,
V(C2H5OH)==14cm-3=14mL,忽略混合时体积变化,混合后液体的总体积约为36mL+25mL+14mL=75mL,所以150mL的烧瓶最合适,故答案为:C;
(3)冷凝时,水需充满冷凝器,为了防止冷凝器冷凝时,受热不均匀破裂,冷凝水应下进上出.故答案为:B;
(4)可能发生的副反应有:C2H5OH脱水生成乙烯和乙醚;浓H2SO4氧化HBr;C2H5OH脱水炭化等反应.故答案为:
C2H5OHC2H4↑+H2O 2C2H5OH
C2H5OC2H5+H2O
2HBr+H2SO4(浓)Br2+SO2↑+2H2O C2H5OH+2H2SO4(浓)
2C+2SO2↑+5H2O
C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O(任意选取3个反应即可)
(5)棕黄色的粗溴乙烷,是由于溴乙烷溶解了Br2的缘故,可用质量分数小于5%的稀NaOH溶液洗涤除去,采用稀NaOH溶液,是为了防止C2H5Br的水解.
故答案为:将粗溴乙烷和稀NaOH(aq)的混合物放在分液漏斗中用力振荡,并不断放气,至油层无色,分液可得纯溴乙烷.
某化学小组同学欲在实验室中用乙醇制备1,2-二溴乙烷.甲同学设计的实验装置如图1:
(1)请写出A和B中发生的主要反应的化学方程式
A:______.
B:______.
(2)乙同学查阅资料得知:
①此反应可能存在的主要副反应有:在浓硫酸的存在下,乙醇可发生如下反应生成乙醚,2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3+H2O
②乙醚不与溴水反应有关数据列表如下:
若最终产物中混有少量乙醚,可用______的方法除去.
(3)丙同学观察到:在实验后期A中液体变黑,认为应该在装置A和B之间加入装置如图2______(填序号),此装置的作用是______.
正确答案
解:(1)无水乙醇和浓硫酸共热制取乙烯,乙烯和溴加成生成1,2-二溴乙烷,反应方程式为:
CH3CH2OHCH2═CH2↑+H2O;CH2═CH2+Br2→CH2BrCH2Br;故答案为:CH3CH2OH
CH2═CH2↑+H2O;CH2═CH2+Br2→CH2BrCH2Br
(2)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;
(3)浓H2SO4具有强氧化性,液体变黑说明将乙醇氧化成碳单质,自身被还原生成二氧化硫,在Ⅰ和Ⅱ之间增加图2装置,目的是为了除去SO2,故用碱液来吸收,
故答案为:C;吸收二氧化硫或除去二氧化硫.
解析
解:(1)无水乙醇和浓硫酸共热制取乙烯,乙烯和溴加成生成1,2-二溴乙烷,反应方程式为:
CH3CH2OHCH2═CH2↑+H2O;CH2═CH2+Br2→CH2BrCH2Br;故答案为:CH3CH2OH
CH2═CH2↑+H2O;CH2═CH2+Br2→CH2BrCH2Br
(2)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;
(3)浓H2SO4具有强氧化性,液体变黑说明将乙醇氧化成碳单质,自身被还原生成二氧化硫,在Ⅰ和Ⅱ之间增加图2装置,目的是为了除去SO2,故用碱液来吸收,
故答案为:C;吸收二氧化硫或除去二氧化硫.
溴乙烷的沸点是38.4℃,密度是1.46g/cm3.右图为实验室制备溴乙烷的装置示意图(夹持仪器已略去).G中盛蒸馏水,在圆底烧瓶中依次加入溴化钠、适量水、95%乙醇和浓H2SO4.边反应边蒸馏,蒸出的溴乙烷用水下收集法获得.可能发生的副反应:H2SO4(浓)+2HBr→Br2+SO2+2H2O
(1)反应中加入适量水不能产生的作用是______
a.减少副反应发生 b.减少HBr的挥发
c.使反应混合物分层 d.溶解NaBr
(2)反应采用水浴加热;
(3)装置B的作用是:①使溴乙烷馏出,②______;
(4)采取边反应边蒸馏的操作方法可以提高乙醇的转化率,主要原因是______;
(5)溴乙烷可用水下收集法获得的根据是______,接液管口恰好没入 液面的理由是______;
(6)粗产品用水洗涤后有机层仍呈红棕色,欲除去该杂质,可加入的试剂为______(填编号).
a.碘化钾溶液 b.亚硫酸氢钠溶液 c.氢氧化钠溶液.
正确答案
解:(1)浓硫酸具有强氧化性,易与NaBr发生氧化还原反应,可能发生的副反应有:2HBr+H2SO4(浓)Br2+SO2↑+2H2O,加水,溴化氢极易溶于水,减少硫酸浓度,可减少溴化氢的氧化,溴化钠也极易溶于水,乙醇浓硫酸都极易溶于水,所以不分层,反应中加入适量水不能产生使反应混合物分层,
故答案为:c;
(3)装置B的作用,可起到与空气充分热交换的作用,使蒸汽充分冷凝,
故答案为:使沸点高于溴乙烷的物质回流;
(4)采取边反应边蒸馏的操作方法,及时分馏出产物,减少生成物的浓度,促使平衡正向移动,可以提高乙醇的转化率,
故答案为:及时分馏出产物,促使平衡正向移动;
(5)溴乙烷可用水下收集法的依据是,溴乙烷为有机物,密度比水大且难溶于水,水封,防止蒸气逸出,并防止倒吸,
故答案为:密度比水大、难溶于水;水封、防止倒吸;
(6)粗产品用水洗涤后有机层仍呈红棕色,是由于溴乙烷溶解了Br2的缘故,可用亚硫酸氢钠溶液洗涤除去,采用亚硫酸氢钠溶液,不用氢氧化钠,是为了防止C2H5Br的水解.
故答案为:b;
解析
解:(1)浓硫酸具有强氧化性,易与NaBr发生氧化还原反应,可能发生的副反应有:2HBr+H2SO4(浓)Br2+SO2↑+2H2O,加水,溴化氢极易溶于水,减少硫酸浓度,可减少溴化氢的氧化,溴化钠也极易溶于水,乙醇浓硫酸都极易溶于水,所以不分层,反应中加入适量水不能产生使反应混合物分层,
故答案为:c;
(3)装置B的作用,可起到与空气充分热交换的作用,使蒸汽充分冷凝,
故答案为:使沸点高于溴乙烷的物质回流;
(4)采取边反应边蒸馏的操作方法,及时分馏出产物,减少生成物的浓度,促使平衡正向移动,可以提高乙醇的转化率,
故答案为:及时分馏出产物,促使平衡正向移动;
(5)溴乙烷可用水下收集法的依据是,溴乙烷为有机物,密度比水大且难溶于水,水封,防止蒸气逸出,并防止倒吸,
故答案为:密度比水大、难溶于水;水封、防止倒吸;
(6)粗产品用水洗涤后有机层仍呈红棕色,是由于溴乙烷溶解了Br2的缘故,可用亚硫酸氢钠溶液洗涤除去,采用亚硫酸氢钠溶液,不用氢氧化钠,是为了防止C2H5Br的水解.
故答案为:b;
扫码查看完整答案与解析