Question

由正丁醇（用n-C₄H₉OH表示）制備正溴丁烷（沸點(diǎn)：101.6℃）的反應(yīng)如下：
n-C₄H₉OH+NaBr+H₂SO₄→n-C₄H₉Br+NaHSO₄+H₂O
副反應(yīng)：n-C₄H₉OH 

濃H2SO4

△

CH₃CH₂CH=CH₂↑+H₂O
2n-C₄H₉OH

濃H2SO4

△

（n-C₄H₉）₂O+H₂O
3H₂SO₄（濃）+2NaBr（固）═2NaHSO₄+Br₂↑+SO₂↑+2H₂O
已知反應(yīng)物及其用量：固體NaBr0.24mol，n-C₄H₉OH0.20mol，濃H₂SO₄29mL，H₂O20mL．
制備過程經(jīng)歷如下五個步驟，試回答下列問題：
1．投料：在圓底燒瓶中加入20mL水，再慢慢加入29mL濃硫酸，混合均勻并冷卻至室溫后，再依次加入0.20mol正丁醇（約18mL）和0.24mol溴化鈉，充分振蕩后加入幾粒沸石．
（1）冷卻至室溫后再加正丁醇和溴化鈉的目的是

 

．
A．減少HBr的揮發(fā)B．防止正丁醇的揮發(fā)
C．防止溴化鈉被氧化D．防止溫度過高導(dǎo)致炭化結(jié)焦
（2）本反應(yīng)中硫酸與溴化作作用生成氫溴酸，氫溴酸與正丁醇作用發(fā)生取代反應(yīng)生成正溴丁烷．硫酸的用量和濃度過大都對本制備不利的主要原因是

 

．
2．加熱回流：反應(yīng)裝置選擇Ⅱ而不選擇Ⅰ的原因是

 

．在反應(yīng)裝置中冷凝水應(yīng)該從

 

（填A(yù)或B）端進(jìn)水．
3．分離粗產(chǎn)物：反應(yīng)結(jié)束待反應(yīng)液冷卻后，用直形冷凝管換下球形冷凝管，將其變?yōu)檎麴s裝置進(jìn)行蒸餾，得到的粗產(chǎn)物中除主產(chǎn)品外，還含下列選項(xiàng)中的

 

①C₄H₉OH    ②SO₂ ③（C₄H₉）₂O   ④Br₂⑤NaHSO₄ ⑥H₂O    ⑦H₂SO₄
4．洗滌粗產(chǎn)物：將餾出液移至分液漏斗中，加入等體積的水洗滌后，分液得有機(jī)層．如果不能判斷哪層是有機(jī)層，可以用

 

方法來判斷．對有機(jī)層，進(jìn)行洗滌除雜、除水后可得到粗產(chǎn)品．
5．收集產(chǎn)物：將干燥好的產(chǎn)物移至小蒸餾瓶中，加熱蒸餾，收集99-103℃的餾分．要證明最終產(chǎn)物是n-C₄H₉Br，方法是

 

．

Answer 1

分析：1．（1）正丁烷、HBr易揮發(fā)，且濃硫酸可以氧化溴化鈉，故冷卻至室溫再加入試劑；
（2）由信息可知，反應(yīng)過程存在副反應(yīng)，硫酸的用量和濃度過大會加大副反應(yīng)進(jìn)行；
2．尾氣中含有HBr、溴丁烷、二氧化硫等有毒物質(zhì)，直接排放空氣中會污染環(huán)境；應(yīng)該采取逆流原理通冷凝水；
3．根據(jù)發(fā)生的反應(yīng)及反應(yīng)不能完全轉(zhuǎn)化進(jìn)行判斷，二氧化硫是氣體，不會留在蒸餾產(chǎn)物中，硫酸氫鈉、硫酸的沸點(diǎn)高，不會被蒸餾出來；
4．利用有機(jī)層與水層在水溶性上的差異，可以從任意一層取少量溶液加水，根據(jù)是否分層判斷；
5．證明某一純凈物最好的方法是根據(jù)純凈物本身的性質(zhì)，如固體的熔點(diǎn)、液體的沸點(diǎn)等．

解答：解：1．（1）A．加入濃硫酸和溴化鈉的作用是產(chǎn)生HBr，然后HBr與正丁醇發(fā)生取代反應(yīng)，故A正確；
B．正丁醇易揮發(fā)，故冷卻至室溫也要防止正丁醇揮發(fā)的作用，故B正確；
C．濃硫酸與溴化鈉在加熱時更易發(fā)生氧還原反應(yīng)，故C正確；
D．此溫度下還不足以使正丁醇發(fā)生炭化結(jié)焦，故D錯誤；
故答案為：ABC；
（2）硫酸用量過大或濃度過大將會使題中的副反應(yīng)增多，故答案為：加大副反應(yīng)進(jìn)行；
2．裝置Ⅱ比裝置Ⅰ多了一個尾氣吸收裝置，因本實(shí)驗(yàn)中有有毒且易溶于水的HBr、SO₂等，故應(yīng)選擇裝置Ⅱ，既能消除污染又能防止倒吸．冷凝水應(yīng)該從B端進(jìn)入，這樣冷凝回流的效果好，
故答案為：II可以防止揮發(fā)性尾氣進(jìn)入空氣污染環(huán)境又能防止倒吸；B；
3．①是未反應(yīng)完的物質(zhì)，故存在；②是氣體，不會留在蒸餾產(chǎn)物中；③、④是液態(tài)副產(chǎn)物，故存在；⑥是液態(tài)生成物故存在；⑤、⑦的沸點(diǎn)高，不會被蒸餾出來，
故答案為：①③④⑥；
4．利用有機(jī)層與水層在水溶性上的差異，可以從任意一層取少量溶液加水，如混溶液則該層為水層；不混溶則為有機(jī)層，
故答案為：從任意一層取少量溶液加水，如混溶液則該層為水層；不混溶則為有機(jī)層；
5．證明某一純凈物最好的方法是根據(jù)純凈物本身的性質(zhì)，如固體的熔點(diǎn)、液體的沸點(diǎn)等，故答案為：測定產(chǎn)品的沸點(diǎn)．

點(diǎn)評：本題考查利用正丁醇制備正溴丁烷、物質(zhì)的分離提純、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，比較全面考查化學(xué)基礎(chǔ)知識，題目閱讀量較大，對學(xué)生的心理素質(zhì)有一定的要求，是對學(xué)生綜合能力的考查．