1、正溴丁烷的制備思考題九 四、正溴丁烷1、 本實驗中硫酸的作用是什么？硫酸的用量和濃度過大或過小有什么不好？答：作用是：反應(yīng)物、催化劑。過大時反應(yīng)生成大量的HBr跑出且易將溴離子氧化為溴單質(zhì)；過小時反應(yīng)不完全。2、反應(yīng)后的產(chǎn)物中可能含有哪些雜質(zhì)？各步洗滌目的何在？用濃硫酸洗滌時為何需用干燥的分液漏斗？答：可能含有雜質(zhì)為：nC4H9OH (nC2H5)2OHBrn-C4H9Br H2O各步洗滌目的：水洗除HBr、大部分nC4H9OH濃硫酸洗去(nC4H9)2O余下的nC4H9OH再用水洗除大部分H2SO4用NaHCO3洗除余下的H2SO4最后用水洗除NaHSO4與過量的NaHCO3等殘留物。用濃硫

2、酸洗時要用干燥分液漏斗的目的是防止降低硫酸的濃度影響洗滌效果。如果1-溴丁烷中含有正丁醇蒸餾時會形成前餾分(1-溴丁烷-正丁醇的恒沸點98.6,含正丁醇13%）,而導(dǎo)致精制產(chǎn)率降低。3、用分液漏斗洗滌產(chǎn)物時產(chǎn)物時而在上層時而在下層你用什么簡便方法加以判斷？答：從分液漏斗中倒出一點上層液或放出一點下層液于一盛水試管中看是否有油珠出現(xiàn)來判斷。4、 為什么用飽和的碳酸氫鈉溶液洗滌前先要用水洗一次？答：先用水洗可以除去一部分硫酸防止用碳酸氫鈉洗時碳酸氫鈉與硫酸反應(yīng)生成大量二氧化碳?xì)怏w使分液漏斗中壓力過大導(dǎo)致活塞蹦出再用飽和碳酸氫鈉溶液洗可進(jìn)一步除去硫酸。洗滌振搖過程要注意放氣！5、 用分液漏斗洗滌產(chǎn)物

3、時為什么搖動后要及時放氣？應(yīng)如何操作？答：在此過程中搖動后會產(chǎn)生氣體使得漏斗內(nèi)的壓力大大超過外界大氣壓。如果不經(jīng)常放氣塞子就可能被頂開而出現(xiàn)漏液。操作如下:將漏斗傾斜向上朝向無人處無明火處打開活塞及時放氣。補(bǔ)充：1加料時如不按實驗操作中的加料順序先使溴化鈉與濃硫酸混合然 后再加正丁醇和水將會出現(xiàn)何現(xiàn)象?答：會有 Br2 產(chǎn)生 2從反應(yīng)混合物中分離出粗產(chǎn)品 1-溴丁烷時為何用蒸餾分離而不直接 用分液漏斗分離? 答：反應(yīng)完畢除得到主產(chǎn)物 1-溴丁烷外還可能含有未反應(yīng)的正丁醇和副反應(yīng) 物正丁醚。另外還有無機(jī)產(chǎn)物硫酸氫鈉用通常的分液方法不易除去故在反應(yīng) 完畢再進(jìn)行粗蒸餾一方面使生成的 1-溴丁烷分離出

4、來另一方面粗蒸餾過程可 進(jìn)一步使醇與氫溴酸的反應(yīng)趨于完全。 3本實驗有哪些副反應(yīng)發(fā)生？采取什么措施加以抑制？ 副反應(yīng)： H2SO4 (濃)+CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH=CH2+H2O H2SO4濃)+2CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH+ H2O 控制反應(yīng)溫度不要過高 4、后處理時各步洗滌的目的何在?為什么要用濃硫酸洗一次? 為什么在用 飽和碳酸氫鈉水溶液洗滌前首先要用水洗一次?答：用等體積的濃硫酸洗滌除去粗產(chǎn)物中未反應(yīng)的原料丁醇或溶解的副產(chǎn)物 烯等。有機(jī)相依次用等體積的水 （除硫酸）、飽和碳酸氫鈉溶液 （中和未除盡的 硫酸）和水 （

5、除殘留的堿） 5回流在有機(jī)制備中有何優(yōu)點? 為什么在回流裝置中要用球形冷凝管?答：有機(jī)反應(yīng)很多情況下是在溶劑、原料的沸騰溫度或較高溫度下進(jìn)行的為了防止溶劑、原料或產(chǎn)物逸出反應(yīng)體系引起損失、帶來污染及不安全因素常需要 采用回流裝置。 因為球型冷凝管冷凝面積大各處截面積不同冷凝物易回流下來。6、在正溴丁烷制備實驗中硫酸濃度太高或太低會帶來什么結(jié)果？答：硫酸濃度太高：(1)會使NaBr氧化成Br2而Br2不是親核試劑。2 NaBr+3 H2SO4(濃) Br2+SO2+2H2O+2NaHSO4(2)加熱回流時可能有大量HBr氣體從冷凝管頂端逸出形成酸霧。硫酸濃度太低：生成的HBr量不足使反應(yīng)難以進(jìn)行

6、。 7、在正溴丁烷的制備實驗中各步洗滌的目的是什么？答：用硫酸洗滌：除去未反應(yīng)的正丁醇及副產(chǎn)物1丁烯和正丁醚。第一次水洗：除去部分硫酸及水溶性雜質(zhì)。堿洗(Na2CO3)：中和殘余的硫酸。第二次水洗：除去殘留的堿、硫酸鹽及水溶性雜質(zhì)。8、 在1-溴丁烷的合成實驗中蒸餾出的餾出液中1-溴丁烷通常應(yīng)在下層但有時可能出現(xiàn)在上層為什么？若遇此現(xiàn)象如何處理？答：若未反應(yīng)的正丁醇較多或因蒸鎦過久而蒸出一些氫溴酸恒沸液則液層的相對密度發(fā)生變化1-溴丁烷就可能懸浮或變?yōu)樯蠈?。遇此現(xiàn)象可加清水稀釋使油層(1-溴丁烷)下沉。9、粗產(chǎn)品1-溴丁烷經(jīng)水洗后油層呈紅棕色是什么原因？應(yīng)如何處理？答：油層若呈紅棕色說明含有游

7、離的溴?？捎蒙倭縼喠蛩釟溻c水溶液洗滌以除去游離溴。反應(yīng)方程式為：Br2 + NaHSO3 + H2O 2HBr + NaHSO410、以溴化鈉、濃硫酸和正丁烷制備正溴丁烷時濃硫酸要用適量的水稀釋目的是？答：（1）降低濃硫酸的氧化性防止副反應(yīng)的產(chǎn)生；（2）使生成的溴化氫氣體充分溶解于水中變成氫溴酸與正丁醇充分反應(yīng)。11、寫出正丁醇與氫溴酸反應(yīng)制備1-溴丁烷的反應(yīng)機(jī)理。并說明實驗中采用了哪些措施使可逆反應(yīng)的平衡向生成1-溴丁烷的方向移動？答：此反應(yīng)主要是按SN2機(jī)理進(jìn)行的。機(jī)理如下：實驗中采取了下列措施促使可逆反應(yīng)的平衡向生成1-溴丁烷的方向移動。(1)加了過量的濃硫酸。濃硫酸在此反應(yīng)中除與NaB

8、r作用生成氫溴酸外過量的濃硫酸作為吸水劑可移去副產(chǎn)物水；同時又作為氫離子的以增加質(zhì)子化醇的濃度使不易離去的 羥基轉(zhuǎn)變?yōu)榱己玫碾x去基團(tuán)H2O。(2)加入適當(dāng)過量的NaBr。過量的NaBr在過量的硫酸作用下就可以產(chǎn)生過量的氫溴酸。(3)在反應(yīng)進(jìn)行到適當(dāng)?shù)臅r候邊反應(yīng)邊蒸餾移去產(chǎn)物1-溴丁烷。12、在制備1-溴丁烷時反應(yīng)瓶中為什么要加少量的水？水加多好不好？為什么？答：加少量水的作用：(1)防止反應(yīng)時產(chǎn)生大量的泡沫；(2)減少反應(yīng)中HBr的揮發(fā)；(3)減少副產(chǎn)物醚、烯的生成；(4)減少HBr 被濃硫酸氧化成Br2。加水的量不宜過多。因為正丁醇與氫溴酸反應(yīng)制1-溴丁烷是可逆反應(yīng)副產(chǎn)物是水增加水的量不利于

9、可逆反應(yīng)的平衡向生成1-溴丁烷的方向進(jìn)行。13、加料時為什么加了水和濃硫酸后應(yīng)冷卻至室溫再加正丁醇和溴化鈉？能否先使溴化鈉與濃硫酸混合然后加正丁醇和水？為什么？答：因為濃硫酸加水稀釋時會產(chǎn)生大量的熱若不經(jīng)冷卻就加正丁醇和溴化鈉則在加料時正反應(yīng)和逆反應(yīng)就立即發(fā)生不利于操作甚至造成危險。若先使溴化鈉與濃硫酸混合則立即產(chǎn)生大量的溴化氫同時有大量泡沫產(chǎn)生而沖出來不利于操作也不利于反應(yīng)。14、用正丁醇和氫溴酸制備1-溴丁烷可能發(fā)生哪些副反應(yīng)？蒸餾出的粗產(chǎn)物中可能含有哪些雜質(zhì)？答：可能發(fā)生的副反應(yīng)有：粗產(chǎn)物中可能含有的雜質(zhì)有：正丁醇、正丁醚、水和少量的2-溴丁烷。?15、用濃硫酸洗滌產(chǎn)品是除去哪些雜質(zhì)？除

10、雜質(zhì)的依據(jù)是什么？答：主要是除去正丁醇、正丁醚及水。因為醇、醚及水能與濃硫酸形成鹽而溶在硫酸溶液中。另外濃硫酸有吸濕性。16、不用濃硫酸洗滌粗產(chǎn)物對反應(yīng)產(chǎn)品的質(zhì)量有何影響？為什么？答：若不用濃硫酸洗滌粗產(chǎn)物則在下一步蒸餾中正丁醇與1-溴丁烷由于可形成共沸物(b. 98.6 0C, 含正丁醇13%)難以除去使產(chǎn)品中仍然含有正丁醇雜質(zhì)。17、蒸餾粗產(chǎn)物時應(yīng)如何判斷溴丁烷是否蒸完？答：可以從下列幾方面進(jìn)行判斷：(1)蒸出液是否由渾濁變?yōu)槌吻澹?2)反應(yīng)瓶上層油層是否消失；(3)取一支試管收集幾滴餾液加小許水振動觀察有無油珠出現(xiàn)若無則表明有機(jī)物已被蒸完。18、加熱后反應(yīng)瓶中的內(nèi)容物常常出現(xiàn)紅棕色這是什

11、么緣故？蒸完粗產(chǎn)品后殘留物為什么要趁熱倒出反應(yīng)瓶？答：加熱后反應(yīng)瓶中的內(nèi)容物常常出現(xiàn)紅棕色這是由于反應(yīng)過程中溴化氫被濃硫酸氧化成溴溶在了內(nèi)容物中的緣故。蒸餾粗產(chǎn)物后殘留物趁熱倒出反應(yīng)瓶否則反應(yīng)瓶中的殘留物亞硫酸氫鈉冷卻后結(jié)塊很難倒出來。19、粗產(chǎn)品用濃硫酸洗滌后為什么不直接用飽和碳酸氫鈉洗滌而要用水洗然后加飽和碳 酸氫鈉洗滌？答：這是因為剛用濃硫酸洗過的產(chǎn)品還含有不少濃硫酸(包括漏斗壁)若直接用飽和碳酸氫鈉中和則由于酸的量太多酸堿中和產(chǎn)生大量的熱同時有大量的二氧化碳產(chǎn)生極易在洗滌時濺出甚至沖出液體不易操作也造成產(chǎn)品的損失。為了使該中和反應(yīng)不致于這么劇烈故在加飽和碳酸氫鈉之前用水洗滌產(chǎn)品及其漏斗壁上的大部分濃硫酸。20、在本實驗操作中如何減少副反應(yīng)的發(fā)生？答：(1) 加料時在水中加濃硫酸后待冷卻至室溫再加正丁醇和溴化鈉；(2) 溴化鈉要研細(xì)且應(yīng)分批加。反應(yīng)過程中經(jīng)常振搖防止溴化鈉結(jié)塊和使反應(yīng)物充分接觸；(3)