溴乙烷在不同溶剂中与NaOH发生不同类型的反应,生成不同的反应产物。某同学依据溴乙烷的性质,用下图实验装置(铁架台、酒精灯略)验证取代反应和消去反应的产物,请你一起参与探究。
实验操作Ⅰ:在试管中加入5mL1mol/LNaOH溶液和5mL溴乙烷,振荡。
实验操作II:将试管如图固定后,水浴加热。
(1)用水浴加热而不直接用酒精灯加热的原因是________。
(2)观察到___________现象时,表明溴乙烷与NaOH溶液已完全反应。
(3)鉴定生成物中乙醇的结构,可用的波谱是_____。
(4)为证明溴乙烷在NaOH乙醇溶液中发生的是消去反应,在你设计的实验方案中,需要检验的是____,检验的方法是________(需说明:所用的试剂、简单的实验操作及预测产生的实验现象)。
【答案】(1)溴乙烷沸点低,减少溴乙烷的损失 (2)试管内溶液静置后不分层
(3)红外光谱、核磁共振氢谱 (4)生成的气体 将生成的气体先通过盛有水的试管,再通入盛有KMnO4溶液的试管,KMnO4溶液褪色(或直接通入溴的四氯化碳溶液)
【解析】(1)溴乙烷沸点低,容易挥发,用水浴加热容易控制温度,受热均匀,减少溴乙烷的损失。
(2)溴乙烷不溶于水,开始溶液分层,生成的产物为乙醇,溴化钠,都能溶于水中,但溶液的分层消失,表明溴乙烷和氢氧化钠溶液已经完全反应。
(3)乙醇分子中含有碳氧键和氧氢键,含有三种氢原子,所以可以利用红外光谱确定官能团,或通过核磁共振氢谱确定氢原子的种类和数目,进而确定其结构。
(4)溴乙烷在氢氧化钠的醇溶液中发生消去反应,生成乙烯和溴化钠和水,证明有气体生成就可以证明发生的是消去反应;所以方法为:将生成的气体先通过盛有NaOH稀溶液的试管,除去可能含有的杂质气体,再通入盛有KMnO4溶液的试管,KMnO4溶液褪色,就可以证明产生了乙烯。