实验12-2 溴乙烷的制备一．实验目的1.学习从醇制备卤代烃的原理和试验方法。
2.加深对有机制备反应中可逆平衡移动方法的理解。
3.掌握低沸物蒸馏的基本操作。
二、反应原理在实验中，饱和烃的卤代烷一般以醇类为原料，使其羟基被卤原子置换而制得。
最常用的方法是以醇与氢卤酸作用。
主反应：NaBr+H2SO4HBr+ NaHSO4CH3CH2OH+HBr CH3CH2Br+H2O副反应：2CH3CH2OH CH3CH2OCH2CH3+H2OCH3CH2OH CH2=CH2+H2O2HBr+H2SO4Br2+2H2O三、实验仪器与药品仪器：圆底烧瓶、直形冷凝管、接液管、温度计、蒸馏头、分液漏斗、三角烧瓶试剂：溴化钠（无水）、浓硫酸（d=1.84）、饱和亚硫酸氢钠、95％乙醇四、实验步骤1.溴乙烷的生成在100mL圆底烧瓶中加入10mL95％乙醇及9mL水，在不断振荡和冷却下，缓慢加入浓硫酸19mL，混合物冷却到室温，在搅拌下加入研细的15g 溴化钠，再加入几粒沸石，小心摇动烧瓶使其均匀。
冷凝管下端连接接引管。
溴乙烷沸点很低，极易挥发。
为了避免损失，在接收器中加入冷水及5mL饱和亚硫酸氢钠溶液，放在冰水浴中冷却，并使接受管的末端刚浸没在水溶液中。
开始小火加热，使反应液微微沸腾，使反应平稳进行，直到无溴乙烷流出为止（随反应进行，反应混合液开始有大量气体出现，此时一定控制加热强度，不要造成暴沸然后固体逐渐减少，当固体全部消失时，反应液变得粘稠，然后变成透明液体（此时已接近反应终点）。
用盛有水的烧杯检查有无溴乙烷流出。
2.溴乙烷的精制将接收器中的液体倒入分液漏斗，静止分层后，将下面的粗溴乙烷转移至干燥的锥形瓶中。
在冰水冷却下，小心加入1～2mL浓硫酸，边加边摇动锥形瓶进行冷却。
用干燥的分液漏斗分出下层浓硫酸。
将上层溴乙烷从分液漏斗上口倒入50mL烧瓶中，加入几粒沸石进行蒸馏。
由于溴乙烷沸点很低，接收器要在冰水中冷却。
接受37～40℃的馏分。
产量约10g(产率约54％）。
纯溴乙烷为无色液体，沸点38.4℃，n D20=1.4239注：如果在加热之前没有把反应混合物摇均，反应时极易出现暴沸使反应失败。
开始反应时，要小火加热，以避免溴化氢逸出。
加入浓硫酸精制时一定注意冷却，以避免溴乙烷损失.实验过程采用两次分液，第一次保留下层，第二次要上层产品。
在反应过程中，既不要反应时间不够，也不要蒸馏时间太长，将水过分蒸出造成硫酸钠凝固在烧瓶中。
习题1、溴乙烷沸点低（38.4℃），实验中采取了哪些措施减少溴乙烷的损失？答：①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。
②C2H5Br在水中的溶解度小（1:100）常在接受器预放冷水并将接液管的末端浸入水中。
③分离时尽可能将水分离干净，否则用浓H2SO4洗涤时会产生热量，导致产物的挥发。
④蒸馏的速度要慢，否则蒸气来不及冷凝而损失。
⑤选择高效冷凝，各接头不漏气。
2、溴乙烷的制备中浓H2SO4洗涤的目的何在？答：除去副产物、乙醚、乙烯和原料乙醇。
3、采用水浴加热的原因是什么？答：为了保证容器均匀受热和控制恒温，一般采用水浴加热。
4、实验室在蒸馏烧瓶中加NaBr、适量水、95%的乙醇和浓硫酸，边反应边蒸馏，蒸出的溴乙烷用水下收集法获得．反应的化学方程式为：NaBr+H2SO4═NaHSO4+HBr C2H5OH+HBr→C2H5Br+H2O其中可能发生的副反应有：2HBr+H2SO4（浓）═Br2+SO2↑+2H2O已知CH3CH2Br的沸点是38.4℃，其密度比水大，常温下为不溶于水的油状液体．请回答下列问题：（1）反应中加入适量的水，除了溶解NaBr外，其作用还有：防止浓硫酸浓度过大，发生脱水副反应；（2）为了保证容器均匀受热和控制恒温，加热方法最好采用水浴加热；（3）溴乙烷可用水下收集法获得和从水中分离方法的依据是溴乙烷不溶于水，比水密度大5、实验室制备1，2-二溴乙烷的反应原理如下：CH3CH2OH→CH2=CH2CH2=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：乙醇1，2-二溴乙烷乙醚状态无色液体无色液体无色液体密度/g•cm-30.79 2.2 0.71沸点/℃78.5 132 34.6熔点/℃-130 9 -116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da．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c，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溴的颜色完全褪去；（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，产物应在下层（填“上”、“下”）；（5）若产物中有少量未反应的Br2，最好用b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．可用蒸馏的方法除去；（7）反应过程中应用冷水冷却装置D，其主要目的是乙烯与溴反应时放热，冷却可避免溴的大量挥发；但又不能过度冷却（如用冰水），其原因是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6、与氢卤酸反应（取代反应）CH3CH2 OH + H Br Δ → CH3CH2Br + H2O CH3CH2OH + H Cl Δ → CH3CH2Cl+ H2O实验室常用NaBr 、浓H2SO4与CH3CH2OH 共热来制取溴乙烷，其反应的化学方程式如下：NaBr + H 2SO 4 NaHSO 4 + HBr ，C 2H 5OH +HBr ∆――→ C 2H 5Br+H 2O 。
试回答：(1)第二步反应实际上是一个可逆反应，在实验中可采取增加任一种反应物和移去生成物 的措施，以提高溴乙烷的产率。
(2)浓H2SO4在实验中的作用是反应物和吸水剂 ，其用量(物质的量)应大于NaBr的用量(填“大”“小”或“等”)。
(3)实验中可能发生的有机副反应(用化学方程式表示)是2C2H5OH −−−−→−42SO浓H C2H5—O —C2H5+H2O 和 CH3CH2OH −−−−→−42SO浓H CH2==CH2↑+H2O 7、实验室在蒸馏烧瓶中加NaBr 、适量水、95%的乙醇和浓硫酸,边反应边蒸馏,蒸出的溴乙烷用水下收集法获得。
反应的化学方程式为:NaBr+H2SO4NaHSO4+HBrC2H5OH+HBr C2H5Br+H2O 其中可能发生的副反应有:2HBr+H2SO4(浓)Br2+SO2↑+2H2O 已知CH3CH2Br 的沸点是38.4℃,其密度比水大,常温下为不溶于水的油状液体。
请回答下列问题:(1)反应中加入适量的水,除了溶解NaBr 外,其作用还有:(2)为了保证容器均匀受热和控制恒温,加热方法最好采用(3)采用边反应边蒸馏的操作设计,其主要目的是（4)溴乙烷可用水下收集法获得和从水中分离方法的的依据是(5)下列装置在实验中既能吸收HBr 气体,又能防止液体倒吸的是（填写序号）140170℃答案.⑴①吸收溴化氢②稀释浓硫酸，降低其氧化性，减少副产物⑵答:水浴加热⑶答:不断蒸出生成物,促使平衡向正方向移动,提高原料的利用率,提高溴乙烷的产量⑷答:溴乙烷的密度比水大,且不溶解于水;可用分液漏斗将溴乙烷从水中分离出来⑸答:A8、溴乙烷是一种难溶于水，密度约为水的密度的1.5倍，沸点为38.4°C的无色液体，实验室制取溴乙烷的反应如下：。
（4）从棕黄色的粗溴乙烷制取无色的溴乙烷，应加入的试剂是，必须使用的仪器是。
（5）本实验的产率为60%，则可制取溴乙烷 g。
答案（1）2、9、8、3、4、5（2）甲容积小，反应物超过容积的2/3戊不利于吸收尾气，造成环境污染，并产生倒吸（3）2HBr+H2SO4(浓) Br2↑+SO2↑+2H2O（4）NaOH溶液分液漏斗（5）16.359、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）反应采用水浴加热是为了：①反应容器受热均匀，② ___ __________。
温度计显示的温度最好控制在℃；（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．氢氧化钠溶液答案（1）c（2）控制恒温；略高于38.4℃；（3）使沸点高于溴乙烷的物质回流；（4）及时分馏出产物，促使平衡正向移动；（5）密度比水大、难溶于水，水封、防止倒吸；（6）b10、醇与氢卤酸反应是制备卤代烃的重要方法。
实验室制备溴乙烷和1-溴丁烷的反应如下：NaBr+H2SO4HBr+NaHSO4 ①R-OH+HBr R-Br+H2O ②可能存在的副反应有：醇在浓硫酸的存在下脱水生成烯和醚，Br—被浓硫酸氧化为Br2等。
有关数据列表如下；乙醇溴乙烷正丁醇1-溴丁烷密度/g·cm-3 0.7893 1.4604 0.8098 1.2758沸点/℃78.5 38.4 117.2 101.6（1）溴乙烷和1-溴丁烷的制备实验中，下列仪器最不可能用到的是。
（填字母）a．圆底烧瓶 b．量筒 c．锥形瓶 d．布氏漏斗（2）溴代烃的水溶性（填“大于”、“等于”或“小于”）相应的醇；其原因是。
（3）将1-溴丁烷粗产品置于分液漏斗中加水，振荡后静置，产物在（填“上层”、“下层”或“不分层”）。
（4）制备操作中，加入的浓硫酸必需进行稀释，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（5）欲除去溴代烷中的少量杂质Br2，下列物质中最适合的是。
（填字母）a．NaI b．NaOH c．NaHSO3 d．KCl（6）在制备溴乙烷时，采用边反应边蒸出产物的方法，其有利于；但在制备1-溴丁烷时却不能边反应边蒸出产物，其原因是答案（1）d（2）小于；醇分子可与水分子形成氢键，溴代烃分子不能与水分子形成氢键。