Question

7．溴苯，無色油狀液體，具有苯的氣味．化工上主要用于溶劑、分析試劑和有機(jī)化合成等．某化學(xué)小組欲利用如圖所示的裝罝通過實(shí)驗(yàn)探究：

Ⅰ．苯與液溴發(fā)生取代反應(yīng)；
已知：MnO₂+2NaBr+2H₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Br₂↑+MnSO₄+Na₂SO₄+2H₂O
（1）儀器X的名稱球形冷凝管實(shí)驗(yàn)室制備溴苯的化學(xué)方程式為；這樣制取的溴苯可以用AD洗滌除Br₂．
A．Na₂SO₃溶液B．H₂O C．乙醇溶液D．NaOH溶液
（2）制取溴苯的實(shí)驗(yàn)操作步驟如下：
①連接裝置，其接口順序?yàn)椋ㄌ钭帜福�：d接a，b接e，f接c
②檢查裝置的氣密性：
③C中加入固體藥品，滴加濃硫酸，再打開D處開關(guān)K，點(diǎn)燃C處酒精燈；將D裝置中的鐵絲插入混合液中，一段時(shí)間后，D中液體沸騰，原因是該反應(yīng)是放熱反應(yīng)；
④關(guān)閉C中分液漏斗的旋塞．
（3）A中對(duì)廣口瓶進(jìn)行熱水浴的目的防止溴單質(zhì)蒸氣冷凝．
（4）若B中有淡黃色沉淀生成，能否確定苯與液溴發(fā)生了取代反應(yīng)？否（答“能”或“否”）解釋其中的原因D中會(huì)揮發(fā)出少量的Br₂，Br₂也可以和硝酸銀產(chǎn)生淡黃色沉淀；
Ⅱ．探究苯與液溴在催化劑作用下的反應(yīng)機(jī)理．
查閱文獻(xiàn)：①Br⁺有強(qiáng)氧化性，可以和水分子發(fā)生氧化還原反應(yīng)②苯與液溴在溴化鐵催化下的反應(yīng)機(jī)理共分三步：（填寫下列空白）
第一步：Br₂+FeBr₂?Br⁺+FeBr₄^-
第二步：Br⁺+
請(qǐng)完成第三步反應(yīng)：FeBr₄-+FeBr₃++HBr；該小組將A裝置中濃硫酸替換成稀硫酸時(shí)實(shí)驗(yàn)失敗，試從反應(yīng)機(jī)理推測(cè)可能的原因是有水情況下，無法生成Br⁺．

Answer 1

分析 c裝置發(fā)生反應(yīng)：MnO₂+2NaBr+2H₂SO₄$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$Br₂↑+MnSO₄+Na₂SO₄+2H₂O，制備溴單質(zhì)，為防止溴蒸汽冷凝，在A中對(duì)廣口瓶進(jìn)行熱水浴，溴蒸汽在D中與苯發(fā)生反應(yīng)：，最后在硝酸銀中吸收未反應(yīng)溴蒸汽和溴化氫，防止污染空氣，據(jù)此分析作答；
（1）根據(jù)常見儀器的結(jié)構(gòu)和功能確定儀器X的名稱；實(shí)驗(yàn)室用苯和溴在催化劑的作用下反應(yīng)制備溴苯；溴苯難溶于水，而Br₂能溶于NaOH溶液，且其氧化性強(qiáng)，能氧化還原性較強(qiáng)的Na₂SO₃溶液；
（2）①溴蒸汽由C制備，由d到a進(jìn)入熱水浴防止冷凝，由c到e進(jìn)入D中反應(yīng)，在B中吸收尾氣，則順序?yàn)閐、a、b、e、f、c；
③混合液后，D中液體沸騰，可根據(jù)該反應(yīng)是放熱反應(yīng)分析；
（3）為防止Br₂蒸氣冷凝，A中對(duì)廣口瓶進(jìn)行熱水�。�
（4）溴蒸汽可與硝酸銀反應(yīng)生成沉淀，B中有淡黃色沉淀生成，不能確定苯與液溴發(fā)生了取代反應(yīng)；
Ⅱ．①第三步反應(yīng)為溴苯的生成，化學(xué)反應(yīng)為：；

解答 解：（1）儀器X為球形冷凝管；實(shí)驗(yàn)室用苯和溴在催化劑的作用下反應(yīng)制備溴苯，化學(xué)方程式為：；
A．Br₂氧化性強(qiáng)，能氧化Na₂SO₃溶液，生成易溶于水的鹽，有利于分液分離，故A正確；
B．Br₂易溶于溴苯，而微溶于難水，無法通過分液進(jìn)行分離，故B錯(cuò)誤；
 C．乙醇與水混溶，且是良好的有機(jī)溶劑，無法分層，不可分液分離，故C錯(cuò)誤；
D．Br₂能溶于NaOH溶液，生成易溶于水的鹽，有利于分液分離，故D正確；
答案為AD；
故答案為：球形冷凝管；；AD；
（2）①溴蒸汽由C制備，由d到a進(jìn)入熱水浴防止冷凝，由c到e進(jìn)入D中反應(yīng)，在B中吸收尾氣，則順序?yàn)閐、a、b、e、f、c；
故答案為：a；b；e；f；
③C中加入固體藥品，C處滴加濃硫酸，再打開D處開關(guān)K，點(diǎn)燃C處酒精燈，制得溴蒸汽反應(yīng)；該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，插入鐵絲于混合液中，一段時(shí)間后，D中液體沸騰；
故答案為：該反應(yīng)是放熱反應(yīng)；
（3）為防止Br₂蒸氣冷凝，A中對(duì)廣口瓶進(jìn)行熱水浴；
故答案為：防止溴單質(zhì)蒸氣冷凝；
（4）Br₂有揮發(fā)性，溴蒸汽可與硝酸銀反應(yīng)生成淡黃色沉淀；
故答案為：否；D中會(huì)揮發(fā)出少量的Br₂，Br₂也可以和硝酸銀產(chǎn)生淡黃色沉淀；
Ⅱ．第三步反應(yīng)為溴苯的生成，化學(xué)反應(yīng)為：；將A裝置中濃硫酸替換成稀硫酸時(shí)實(shí)驗(yàn)失敗，有水情況下，無法生成Br⁺；

故答案為：；有水情況下，無法生成Br⁺．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了溴苯的制備，學(xué)生知識(shí)綜合應(yīng)用、根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康募拔镔|(zhì)的性質(zhì)進(jìn)行排列順、實(shí)驗(yàn)基本操作能力及實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)能力，綜合性較強(qiáng)，注意把握物質(zhì)性質(zhì)以及對(duì)題目信息的獲取于使用，難度中等．