1、
某化学小组利用图1装置来制备1,2-二溴乙烷,利用图2装置来进一步精制。1,2-二溴乙烷是无色液体,密度为2.18g·cm-3,沸点为131.4℃,熔点为9.79℃,微溶于水,易溶于乙醇、乙醚、丙酮等有机溶剂。实验前将无水乙醇和浓硫酸按体积比1:3混合制得乙烯制备液。
I.制备粗品
实验步骤:连接好装置,检查装置的气密性,分液漏斗中装乙烯制备液,d中装适量的液溴(表面覆盖少量水),其他药品按图1加入,打开分液漏斗旋塞滴入适量的液体后,关闭旋塞,点燃酒精灯加热使温度迅速升高到170℃直至反应完全,停止加热。回答下列问题:
(1)仪器a的名称为_______,b装置的作用为___________ 。
(2)d装置中发生反应的化学方程式为___________ 。
(3)如果缺少C装置会导致1,2-二溴乙烷的产率降低,原因是___________(用离子方程式表示)。
(4)判断d中液溴反应完全的标准是_____________。
II.制备精品
(5)d中制得的1,2-二溴乙烷中含有水,可先用__________方法进行分离,再将1,2 二溴乙烷用如图2 装置进行蒸馏,蒸馏时加入无水 Na2SO4的目的是_________,收集产品时,温度应控制在______左右。
蒸馏烧瓶 作安全瓶 CH2=CH2+Br2 →CH2BrCH2Br SO2+Br2+2H2O=4H+ + SO42-+2Br- 试管d中液体的颜色变成无色 分液 吸收少量的水 131.4℃
根据装置:a为制备乙烯:CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O,制得的乙烯中混有乙醇、二氧化硫、二氧化碳等物质,经过安全瓶b吸收乙醇,同时可以检查实验进行时试管d是否发生堵塞,经过c中NaOH溶液吸收CO2、SO2等酸性气体,乙烯在d中与溴反应:CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br,其中冷水冷却减少溴的挥发,e中NaOH溶液吸收尾气防止污染,制得的1,2-二溴乙烷中含有水,先除去水分,在进行蒸馏提纯,据此分析作答。
I (1)仪器a的名称为蒸馏烧瓶,而b装置的特点是有一根长玻璃管与大气相通,如果右端发生堵塞则可观察到玻璃管中的液面会上升,故b用作安全瓶;
(2)根据分析,d装置中发生反应的化学方程式为CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br;
(3)如果缺少c装置会导致1,2-二溴乙烷的产率降低,原因是乙烯制备过程中,由于浓硫酸具有脱水性,使乙醇脱水形成碳单质,碳与浓硫酸反应产生SO2,会与溴和水反应,所以离子方程式为SO2+Br2+2H2O=4H++SO42-+2Br-;
(4)因为液溴是深红棕色的液体而生成的,1,2-二溴乙烷为无色液体,所以判断液溴反应完全的标准是观察到试管d中的液体颜色变为无色;
II (5)1,2-二溴乙烷和水互不相溶,所以先用分液的方法除去大部分水,再在1,2-二溴乙烷中加入无水硫酸钠(作吸水剂)吸收少量的水进行蒸馏,蒸馏时,收集馏分的温度应当根据该物质的沸点确定,1,2-二溴乙烷沸点为131.4℃,温度应控制在131.4℃左右。
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