Question

德國(guó)化學(xué)家凱庫(kù)勒認(rèn)為：苯分子是由6個(gè)碳原子以單雙鍵相互交替結(jié)合而成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)．為了驗(yàn)證凱庫(kù)勒有關(guān)苯環(huán)的觀點(diǎn)，甲同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖實(shí)驗(yàn)方案．

①按如圖所示的裝置圖連接好各儀器；
②檢驗(yàn)裝置的氣密性；
③在A中加入適量的苯和液溴的混合液體，再加入少量鐵粉，塞上橡皮塞，打開(kāi)止水夾K₁、K₂、K₃；
④待C中燒瓶收集滿氣體后，將導(dǎo)管b的下端插入燒杯里的水中，擠壓預(yù)先裝有水的膠頭滴管的膠頭，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象．
請(qǐng)回答下列問(wèn)題．
（1）A中所發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)方程式為

 

，能證明凱庫(kù)勒觀點(diǎn)錯(cuò)誤的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是

 

；
（2）裝置B的作用是

 

；
（3）C中燒瓶的容積為500mL，收集氣體時(shí)，由于空氣未排盡，最終水未充滿燒瓶，假設(shè)燒瓶中混合氣體對(duì)H₂的相對(duì)密度為37.9，則實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，進(jìn)入燒瓶中的水的體積為

 

mL（空氣的平均相對(duì)分子質(zhì)量為29）；
（4）實(shí)驗(yàn)前應(yīng)對(duì)A、B、C三個(gè)裝置的氣密性進(jìn)行逐一檢查，則檢查裝置C氣密性的方法為

 

．

Answer 1

分析：（1）苯與溴在溴化鐵做催化劑的條件下發(fā)生取代反應(yīng)，生成溴苯和溴化氫；
（2）由于反應(yīng)放熱，苯和液溴均易揮發(fā)，溴的存在干擾檢驗(yàn)H⁺和Br^-；
（3）根據(jù)相對(duì)密度進(jìn)行計(jì)算；
（4）根據(jù)裝置氣密性檢驗(yàn)的原理解答．

解答：解：（1）苯與溴在溴化鐵做催化劑的條件下生成溴苯和溴化氫，苯分子里的氫原子被溴原子所代替，
方程式為：，該反應(yīng)為取代反應(yīng)，不是加成反應(yīng)，所以苯分子中不存在碳碳單雙鍵交替，所以凱庫(kù)勒觀點(diǎn)錯(cuò)誤，生成的溴化氫極易溶于水，所以C中產(chǎn)生“噴泉”現(xiàn)象，
故答案為：，C中產(chǎn)生“噴泉”現(xiàn)象；  
（2）由于反應(yīng)放熱，苯和液溴均易揮發(fā)，苯和溴極易溶于四氯化碳，用四氯化碳除去溴化氫氣體中的溴蒸氣和苯，以防干擾檢驗(yàn)H⁺和Br^-，
故答案為：除去未反應(yīng)的苯蒸氣和溴蒸氣；
（3）燒瓶中混合氣體對(duì)H₂的相對(duì)密度為37.9，故燒瓶中混合氣體的平均分子量為37.9×2=75.8，
設(shè)HBr的體積為x，空氣的體積為y，則：

81×x/500+29×y/500=75.8 x+y=500

，解得：x=450mL，y=50mL，
故進(jìn)入燒瓶中的水的體積為x=450mL，
故答案為：x=450mL；
（4）裝置氣密性檢驗(yàn)的原理是：通過(guò)氣體發(fā)生器與附設(shè)的液體構(gòu)成封閉體系，依據(jù)改變體系內(nèi)壓強(qiáng)時(shí)產(chǎn)生的現(xiàn)象（如氣泡的生成、水柱的形成、液面的升降等）來(lái)判斷裝置氣密性的好壞，所以檢查裝置C的氣密性的操作為關(guān)閉K₂，打開(kāi)K₃，將裝C中的b導(dǎo)管插入水中，雙手握住燒瓶，若觀察到b導(dǎo)管口有氣泡產(chǎn)生，則裝置C的氣密性好，
故答案為：關(guān)閉K₂，打開(kāi)K₃，將裝C中的b導(dǎo)管插入水中，雙手握住燒瓶，若觀察到b導(dǎo)管口有氣泡產(chǎn)生，則裝置C的氣密性好．

點(diǎn)評(píng)：本題以實(shí)驗(yàn)為載體考查了有機(jī)物苯的性質(zhì)，理清實(shí)驗(yàn)原理是解答的關(guān)鍵，題目難度中等．