Question

【題目】某小組同學利用圖1裝置(夾持儀器已省略)制備溴苯，并探究該反應原理。

Ⅰ.制備溴苯

(1)裝置中長導管a的作用是__________、導出氣體。

(2)本實驗所獲得的溴苯為褐色，是因為_________.

Ⅱ.分離提純

已知，溴苯與苯互溶，液溴、苯、溴苯的沸點依次為59℃、80℃、156℃。同學們設計了如圖2流程：

(3)操作Ⅱ為________.

(4)流程②和④中，需要用到的玻璃儀器是燒杯、___；流程③的現(xiàn)象為____，流程④的作用是_____.

Ⅲ.探究原理

(5)反應結(jié)束后，某同學取少量錐形瓶中的液體于試管中，再滴入幾滴AgNO3溶液，出現(xiàn)淺黃色渾濁，從而判斷反應一定生成了HBr，你認為該同學的判斷________(填“合理”、“不合理”)。

(6)為探究錐形瓶中溶液的離子，請完成如表探究實驗方案(限選試劑：鎂粉、四氯化碳、氯水、溴水、蒸餾水)

實驗步驟	預期現(xiàn)象	結(jié)論
1.將錐形瓶中的液體轉(zhuǎn)入分液漏斗，加足量①__，振蕩后分液。分別取少量②_層溶液于試管A、B中	_______	______
2.向試管A中加入少量③___和四氯化碳，振蕩后靜置；	溶液分層，下層顯④___色	錐形瓶中液體含大量Br
3.向試管B中加入⑤___.	有汽泡生成	錐形瓶中液體含大量⑥___

根據(jù)上述結(jié)論推斷，制備溴苯的反應屬于___反應，其反應方程式為______。

Answer 1

【答案】冷凝回流 溴苯中溶有溴而呈褐色 蒸餾 分液漏斗 溶液變紅色 除去溴苯中混有的Br2 不合理 四氯化碳 上 氯水 橙紅色 鎂粉 H＋ 取代反應

【解析】

（1）根據(jù)圖1，反應為放熱反應，長導管讓揮發(fā)出來溴單質(zhì)、苯冷凝，提高原料的利用率，即長導管的作用是冷凝回流、導氣；

（2）溴苯是無色液體，溴苯中溶有溴而呈褐色；

（3）反應混合物中含有苯、溴苯、溴、FeBr3以及Fe，由流程可知經(jīng)操作I后得到固體殘留物和液體，則操作I為過濾，固體殘留物為Fe，液體中含有FeBr3等，水洗后進行分液分離，有機相含有苯、溴苯、溴，加入NaOH溶液除去Br2，再經(jīng)過分液分離，水相中主要含有NaBr和NaBrO等，有機相中含有苯、溴苯，由于二者沸點不同，進行蒸餾分離，即操作II為蒸餾；

（4）流程②④得到水相和有機相，應為分液，除需要燒杯外，還需要分液漏斗；流程②分液后的水相溶液中含有Fe3＋，流程③滴加KSCN溶液，溶液變紅色；流程④的作用是除去溴苯中混有的Br2；

（5）由于溴單質(zhì)易揮發(fā)，錐形瓶中有揮發(fā)出來的Br2，Br2也能與AgNO3溶液產(chǎn)生淺黃色沉淀，干擾了HBr的檢驗，因此該同學判斷不合理；

（6）為探究錐形瓶中溶液的離子，根據(jù)題給試劑，1.使混合液分層，需要加入有機溶劑，則①為四氯化碳，由于四氯化碳的密度大于水，則含有離子的溶液在上層，有機溶劑在下層，應該取上層溶液，即②為上；

2.根據(jù)結(jié)論“錐形瓶中含大量Br－”，則③為氧化劑，即氯水將Br－氧化成Br2，CCl4將Br2萃取到CCl4層，則下層④為橙紅色；

3.根據(jù)實驗現(xiàn)象“有氣泡生成”，則氣泡為H2，⑤應該是加入金屬鎂粉，證明了溶液中含有大量H＋，則錐形瓶中液體含大量⑥H＋；

通過實驗可知，溶液中存在大量的H＋和Br－，從而證明苯與液溴在鐵作催化劑下發(fā)生取代反應，生成溴苯和HBr，其反應方程式為。