Question

【題目】溴苯是一種化工原料，實驗室合成溴苯的裝置示意圖及有關數據如下：

	苯	溴	溴苯
密度/g·cm-3	0.88	3.10	1.50
沸點/℃	80	59	156
水中溶解度	微溶	微溶	微溶

按下列合成步驟回答問題：

（1）在a中加入15mL無水苯和少量鐵屑。在b中小心加入4.0mL液態溴。向a中滴入幾滴溴，有白色煙霧產生，是因為生成了______氣體。該反應為_______（填“吸熱”或“放熱”）反應，冷卻水流向是_____________（填“上進下出”或“下進上出”），繼續滴加至液溴滴完。其中儀器c的名稱是________,其作用是：__________________________________。裝置d的作用是：_____________________________________________________；燒瓶中發生的有機反應的方程式為：_______________________________________________。

（2）液溴滴完后，經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的鐵屑；

②濾液依次用10mL水、8mL 10%的NaOH溶液、10mL水洗滌。洗滌、分離有機和無機試劑，需要用到的儀器是：_____________。第一次水洗除去大部分的HBr；用NaOH溶液洗滌的作用是______________；第二次水洗的目的是：____________；每一次洗滌，有機層從_________（填“下口放出”或“上口倒出”），棕黃色的溴苯經過提純后恢復為無色。

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_____________。

（3）經以上分離操作后，粗溴苯中還含有的主要雜質苯，要進一步提純，下列操作中必須的是____（填入正確選項前的字母）。

A．蒸餾　　　 B．滲析 　　　　 C．分液　 　　 D．萃取

Answer 1

【答案】HBr 放熱 下進上出 球形冷凝管 冷凝回流溴和苯，減少原料揮發損失 吸收HBr和Br2，防止污染環境，同時可以防止倒吸 +Br2+HBr 分液漏斗 除去Br2和少量的HBr 除去NaOH 下口放出 吸收水分 A

【解析】

（1）苯與液溴在鐵或溴化鐵作催化劑下發生取代反應，即反應方程式為＋Br2 ＋HBr，HBr氣體遇到水蒸氣會產生白霧，即白霧是HBr；苯與液溴發生反應是放熱反應；為了增加冷卻效果，即冷卻水流向是下進上出；儀器c為球形冷凝管，冷凝管的作用是冷凝揮發出來的苯和液溴，并使它們流回到三頸燒瓶中，提高反應的轉化率，減少原料揮發損失；苯與液溴反應生成HBr，苯的鹵代反應是放熱反應，液溴易揮發，因此尾氣中有HBr及揮發出的Br2，用氫氧化鈉溶液吸收，防止污染大氣，所以裝置d的作用是吸收HBr和Br2，同時用倒扣的漏斗防止倒吸；發生的反應方程式為＋Br2＋HBr；

（2）②分離有機和無機試劑，采用的方法是分液，需要用到的儀器是分液漏斗；純凈的溴苯為無色，實驗中制備的溴苯，因溶解Br2而顯褐色，因此洗滌時加入NaOH的目的是把未反應的Br2轉化成NaBr和NaBrO，以及除去少量的HBr；第二次水洗的目的是除去過量的NaOH；溴苯的密度大于水，因此每一次洗滌，有機層從下口放出；

③無水氯化鈣為干燥劑，加入氯化鈣的目的是吸收水分，干燥溴苯；

（3）苯是良好的有機溶劑，溴苯和苯互溶，進一步提純，需要采用蒸餾的方法進行，故A正確。