由正丁醇 ( 用 n ? C 4 H 9 OH 表示 ) 制备正溴丁烷 ( 沸点: 101.6 ℃) 的反应如下: n ? C 4 H 9 OH + NaBr + H 2 SO 4 ― →n ? C 4 H 9 Br + NaHSO 4 + H 2 O 副反应: n ? C 4 H 9 OH CH 3 CH 2 CHCH 2 ↑ + H 2 O 2n ? C 4 H 9 OH (n ? C 4 H 9 ) 2 O + H 2 O 3H 2 SO 4 ( 浓 ) + 2NaBr( 固 ) = 2NaHSO 4 + Br 2 ↑ + SO 2 ↑ + 2H 2 O 已知反应物及其用量:固体 NaBr 0.24 mol , n ? C 4 H 9 OH 0.20 mol ,浓 H 2 SO 4 29 mL , H 2 O 20 mL 。 制备过程经历如下五个步骤,试回答下列问题: (1) 投料:在圆底烧瓶中加入 20 mL 水,再慢慢加入 29 mL 浓硫酸,混合均匀并冷却至室温后,再依次加入 0.20 mol 正丁醇 ( 约 18 mL) 和 0.24 mol 溴化钠,充分振荡后加入几粒沸石。 ① 冷却至室温后再加正丁醇和溴化钠的目的是 ________ 。 A .减少 HBr 的挥发 B .防止正丁醇的挥发 C .防止溴化钠被氧化 D .防止温度过高导致炭化结焦 ② 本反应中硫酸与溴化钠作用生成氢溴酸,氢溴酸与正丁醇作用发生取代反应生成正溴丁烷。硫酸的用量和浓度过大都对本制备不利的主要原因是 _____________________________________________________ 。 (2) 加热回流:反应装置选择 Ⅱ 而不选择 Ⅰ 的原因是 _________________ 。在反应装置中冷凝水应该从 ________( 填 “A” 或 “B”) 端进水。 (3) 分离粗产物:反应结束待反应液冷却后,用直形冷凝管换下球形冷凝管,将其变为蒸馏装置进行蒸馏,得到的粗产物中除主产品外,还含下列选项中的 ________ 。 ①C 4 H 9 OH ②SO 2 ③(C 4 H 9 ) 2 O ④Br 2 ⑤NaHSO 4 ⑥H 2 O ⑦H 2 SO 4 (4) 洗涤粗产物:将馏出液移至分液漏斗中,加入等体积的水洗涤后,分液得有机层。如果不能判断哪层是有机层,可以用 _______________ 方法来判断。对有机层,进行洗涤除杂、除水后可得到粗产品。 (5) 收集产物:将干燥好的产物移至小蒸馏瓶中,加热蒸馏,收集 99 ~ 103 ℃ 的馏分。要证明最终产物是 n ? C 4 H 9 Br ,方法是 _____________________________ ___________________________________________ 。
由正丁醇 ( 用 n ? C 4 H 9 OH 表示 ) 制备正溴丁烷 ( 沸点: 101.6 ℃) 的反应如下: n ? C 4 H 9 OH + NaBr + H 2 SO 4 ― →n ? C 4 H 9 Br + NaHSO 4 + H 2 O
副反应: n ? C 4 H 9 OH
CH 3 CH 2 CHCH 2 ↑ + H 2 O
2n ? C 4 H 9 OH
(n ? C 4 H 9 ) 2 O + H 2 O
3H 2 SO 4 ( 浓 ) + 2NaBr( 固 ) = 2NaHSO 4 + Br 2 ↑ + SO 2 ↑ + 2H 2 O
已知反应物及其用量:固体 NaBr 0.24 mol , n ? C 4 H 9 OH 0.20 mol ,浓 H 2 SO 4 29 mL , H 2 O 20 mL 。
制备过程经历如下五个步骤,试回答下列问题:
(1) 投料:在圆底烧瓶中加入 20 mL 水,再慢慢加入 29 mL 浓硫酸,混合均匀并冷却至室温后,再依次加入 0.20 mol 正丁醇 ( 约 18 mL) 和 0.24 mol 溴化钠,充分振荡后加入几粒沸石。
① 冷却至室温后再加正丁醇和溴化钠的目的是 ________ 。
A .减少 HBr 的挥发
B .防止正丁醇的挥发
C .防止溴化钠被氧化
D .防止温度过高导致炭化结焦
② 本反应中硫酸与溴化钠作用生成氢溴酸,氢溴酸与正丁醇作用发生取代反应生成正溴丁烷。硫酸的用量和浓度过大都对本制备不利的主要原因是
_____________________________________________________ 。
(2) 加热回流:反应装置选择 Ⅱ 而不选择 Ⅰ 的原因是 _________________ 。在反应装置中冷凝水应该从 ________( 填 “A” 或 “B”) 端进水。
(3) 分离粗产物:反应结束待反应液冷却后,用直形冷凝管换下球形冷凝管,将其变为蒸馏装置进行蒸馏,得到的粗产物中除主产品外,还含下列选项中的 ________ 。
①C 4 H 9 OH ②SO 2 ③(C 4 H 9 ) 2 O ④Br 2 ⑤NaHSO 4 ⑥H 2 O ⑦H 2 SO 4
(4) 洗涤粗产物:将馏出液移至分液漏斗中,加入等体积的水洗涤后,分液得有机层。如果不能判断哪层是有机层,可以用 _______________ 方法来判断。对有机层,进行洗涤除杂、除水后可得到粗产品。
(5) 收集产物:将干燥好的产物移至小蒸馏瓶中,加热蒸馏,收集 99 ~ 103 ℃ 的馏分。要证明最终产物是 n ? C 4 H 9 Br ,方法是 _____________________________
___________________________________________ 。
题目解答
答案
(1)①ABC ② 会加大副反应进行
(2)Ⅱ 可以防止挥发性尾气进入空气污染环境 B (3)①③④⑥
(4) 从任意一层取少量溶液加水,如混溶则该层为水层;不混溶则为有机层 ( 其他合理答案也给分 )
(5) 测定产品的沸点 ( 其他合理答案也给分 )