Question

4．如圖，實(shí)驗(yàn)室用如圖所示裝置制備溴苯，并驗(yàn)證該反應(yīng)是取代反應(yīng)． 
（1）關(guān)閉F活塞，打開C活塞，在裝有少量苯的三頸燒瓶中由A口加入少量液溴，再加入少量鐵屑，塞住A口，反應(yīng)進(jìn)行．
（2）D試管內(nèi)裝的是CCl₄，其作用是除去揮發(fā)出來的溴．
（3）E試管內(nèi)裝的是硝酸銀溶液，E試管內(nèi)出現(xiàn)的現(xiàn)象為液面上方有白霧，溶液里有淡黃色沉淀生成．
（4）待三頸燒瓶中的反應(yīng)即將結(jié)束時(shí)（此時(shí)氣體明顯減少），打開F活塞，關(guān)閉C活塞，可以看到的現(xiàn)象是水倒流進(jìn)三口燒瓶．
（5）液溴滴完后，經(jīng)過下列步驟分離提純：
①向A中加入10mL水，然后過濾除去未反應(yīng)的鐵屑；
②濾液依次用10mL水、8mL10%的NaOH溶液、10mL水洗滌．
 其中加入氫氧化鈉反應(yīng)化學(xué)方程式是：Br₂+2NaOH=NaBr+NaBrO+H₂O、HBr+NaOH=NaBr+H₂O
③向分出的粗溴苯中加入少量的無水氯化鈣，靜置、過濾．加入氯化鈣的目的是干燥；
（6）經(jīng)以上分離操作后，粗溴苯中還含有的主要雜質(zhì)為苯，要進(jìn)一步提純，下列操作中必須的是C（填入正確選項(xiàng)前的字母）；
A．重結(jié)晶     B．過濾      C．蒸餾      D．萃取．

Answer 1

分析 實(shí)驗(yàn)室制備溴苯是用苯和液溴在鐵粉作催化劑的條件下發(fā)生取代反應(yīng)生成溴苯和溴化氫，根據(jù)裝置圖可知，生成溴苯的同進(jìn)還有溴化氫生成另外還有少部分溴揮發(fā)，所以在D裝置中石蕊會變紅，E中的硝酸銀會產(chǎn)生溴化銀沉淀，尾氣用氫氧化鈉溶液吸收，關(guān)閉C打開F時(shí)，由于溴化氫極易溶于水，廣口瓶中的水會倒吸入三頸燒瓶，
（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）E試管是用來檢驗(yàn)HBr的，可結(jié)合溴化氫極易溶解于水，以及溴化氫和硝酸銀反應(yīng)的淡黃色沉淀是溴化銀來分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；
（4）溴化氫極易溶于水，容易發(fā)生倒吸；
（5）②三口燒瓶中的溴苯含有少量的溴和溴化氫，可以用NaOH溶液除去；
③向分出的粗溴苯中加入少量的無水氯化鈣，可以除去溴苯中少量的水；
（6）苯易溶在溴苯中，且和氫氧化鈉溶液不反應(yīng)，所以粗溴苯中還含有的主要雜質(zhì)為苯，除去苯可以用蒸餾的方法．

解答 解：實(shí)驗(yàn)室制備溴苯是用苯和液溴在鐵粉作催化劑的條件下發(fā)生取代反應(yīng)生成溴苯和溴化氫，根據(jù)裝置圖可知，生成溴苯的同進(jìn)還有溴化氫生成另外還有少部分溴揮發(fā)，所以在D裝置中石蕊會變紅，E中的硝酸銀會產(chǎn)生溴化銀沉淀，尾氣用氫氧化鈉溶液吸收，關(guān)閉C打開F時(shí)，由于溴化氫極易溶于水，廣口瓶中的水會倒吸入三頸燒瓶，
（2）（1）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（CCl₄）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：CCl₄；除去揮發(fā)出來的溴；
（3）E試管內(nèi)裝的試劑的作用為檢驗(yàn)生成的溴化氫，因溴化氫易溶于水，液面上方會看到白霧，同時(shí)溶解于水的溴化氫電離出的溴離子和銀離子反應(yīng)，AgNO₃+HBr=AgBr↓，生成淡黃色不溶于硝酸的沉淀溴化銀，故答案為：硝酸銀溶液；液面上方有白霧，溶液里有淡黃色沉淀生成；
（4）由于溴化氫極易溶于水，所以待三頸燒瓶中的反應(yīng)進(jìn)行到仍有氣泡冒出時(shí)松開F夾，關(guān)閉C夾，可以看到的現(xiàn)象是與F相連的廣口瓶中水流入三頸燒瓶，
故答案為：水倒流進(jìn)三口燒瓶；
（5）②由于溴苯中溶有溴化氫與單質(zhì)溴，所以氫氧化鈉溶液的作用是吸收HBr和Br₂，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Br₂+2NaOH=NaBr+NaBrO+H₂O、HBr+NaOH=NaBr+H₂O，故答案為：Br₂+2NaOH=NaBr+NaBrO+H₂O、HBr+NaOH=NaBr+H₂O；
③氯化鈣是常用的干燥劑，起干燥作用，故答案為：干燥；
（6）苯易溶在溴苯中，且和氫氧化鈉溶液不反應(yīng)，所以粗溴苯中還含有的主要雜質(zhì)為苯，二者的沸點(diǎn)相差較大，蒸餾即可分離，故選C，故答案為：苯；C．

點(diǎn)評 該題是高考中的常見題型，屬于中等難度的試題，試題綜合性強(qiáng)，難易適中．在注重對學(xué)生基礎(chǔ)性知識考查和訓(xùn)練的同時(shí)，側(cè)重對學(xué)生能力的培養(yǎng)和解題方法的指導(dǎo)與訓(xùn)練，有利于培養(yǎng)學(xué)生的嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，也有利于提高學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)．