Question

12．為探究苯與溴的取代反應(yīng)，甲同學(xué)用如圖所示的裝置Ⅰ進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：將一定量的苯和溴放在燒瓶中，同時(shí)加入少量鐵屑做催化劑，3min后發(fā)現(xiàn)滴有AgNO₃的錐形瓶中有淺黃色的沉淀生成，即證明苯與溴發(fā)生了取代反應(yīng)．
（1）裝置Ⅰ中燒瓶?jī)?nèi)發(fā)生的化學(xué)方程式為．
（2）①中長(zhǎng)導(dǎo)管的作用是導(dǎo)氣，冷凝回流．
（3）燒瓶中生成的紅褐色油狀液滴的成分是與Br₂，要想得到純凈的產(chǎn)物，可用NaOH溶液試劑．洗滌后分離粗產(chǎn)呂應(yīng)使用的儀器是分液漏斗．
（4）甲做實(shí)驗(yàn)時(shí)，乙觀察到燒瓶中液體沸騰并有紅棕色氣體從導(dǎo)管中逸出，提出必須先除去紅棕色氣體，才能驗(yàn)證錐形瓶中的產(chǎn)物，原因是揮發(fā)出的溴蒸氣也能與硝酸銀溶液反應(yīng)產(chǎn)生AgBr淺黃色沉淀．
（5）為了更好的完成實(shí)驗(yàn)，乙同學(xué)設(shè)計(jì)如圖所示裝置Ⅱ，并用下列某些試劑完成該實(shí)驗(yàn)．可選用的試劑是：苯；鐵屑；液溴；濃硫酸；氫氧化鈉溶液；硝酸銀溶液；四氯化碳．
①a的作用是防止倒吸．
②b中的試劑是苯或四氯化碳．
③裝置Ⅱ的主要優(yōu)點(diǎn)是：可以防止倒吸；控制反應(yīng)進(jìn)行；避免雜質(zhì)干擾；防止污染空氣（至少寫出兩點(diǎn)）．

Answer 1

分析 （1）溴與鐵反應(yīng)生成溴化鐵，苯和液溴在溴化鐵的催化作用下生成溴苯和溴化氫；
（2）長(zhǎng)導(dǎo)管讓揮發(fā)出來的溴單質(zhì)冷凝，防止對(duì)產(chǎn)物的干擾；
（3）反應(yīng)生成的硝基苯和溴互溶呈紅褐色油狀液滴，可用NaOH溶液試劑洗滌，讓反應(yīng)生成溶于水的物質(zhì)，再進(jìn)行分液；
（4）驗(yàn)證先首先要除雜，否則揮發(fā)出的溴蒸氣也能與硝酸銀溶液反應(yīng)產(chǎn)生AgBr淺黃色沉淀；
（5）支管是短進(jìn)短出a的作用是防止倒吸安全裝置；b中要除去Br₂，b中試劑為苯或四氯化碳，裝置Ⅱ的主要優(yōu)點(diǎn)是：防止倒吸；可以控制反應(yīng)進(jìn)行程度；避免雜質(zhì)干擾；防止污染空氣．

解答 解：（1）因溴與鐵反應(yīng)生成溴化鐵：2Fe+3Br₂═2FeBr₃，苯和液溴在溴化鐵的催化作用下生成溴苯和溴化氫：，
故答案為：；
（2）反應(yīng)為放熱反應(yīng)，長(zhǎng)導(dǎo)管讓揮發(fā)出來的溴單質(zhì)冷凝，防止對(duì)產(chǎn)物的干擾，即長(zhǎng)導(dǎo)管的作用為導(dǎo)氣，冷凝回流，
故答案為：導(dǎo)氣，冷凝回流；
（3）反應(yīng)生成的硝基苯和溴互溶呈紅褐色油狀液滴，可用NaOH溶液試劑洗滌，讓反應(yīng)生成溶于水的物質(zhì)，再進(jìn)行分液，分液操作需儀器分液漏斗，
故答案為與Br₂；NaOH溶液（或水）；分液漏斗；
（4）驗(yàn)證先首先要除雜，否則揮發(fā)出的溴蒸氣也能與硝酸銀溶液反應(yīng)產(chǎn)生AgBr淺黃色沉淀，
故答案為：揮發(fā)出的溴蒸氣也能與硝酸銀溶液反應(yīng)產(chǎn)生AgBr淺黃色沉淀；
（5）①從圖上信息可知，支管是短進(jìn)短出a的作用是防止倒吸安全裝置，故答案為：防止倒吸；
②b中要除去Br₂，試劑為苯或四氯化碳，故答案為：苯或四氯化碳；
③根據(jù)以上分析，裝置Ⅱ的主要優(yōu)點(diǎn)是：a試管：導(dǎo)管是短進(jìn)短出可防止倒吸；鐵絲圈移動(dòng)可以控制反應(yīng)進(jìn)行程度；b試管除去Br₂，避免雜質(zhì)干擾；有尾氣處理，防止污染空氣，
故答案為：可以防止倒吸；控制反應(yīng)進(jìn)行；避免雜質(zhì)干擾；防止污染空氣．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了苯的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，掌握反應(yīng)的原理、各物質(zhì)的性質(zhì)以及操作的方法是解題的關(guān)鍵，題目難度中等．