Question

【題目】探究苯與溴的取代反應，甲用如圖裝置Ⅰ進行如下實驗：

將一定量的苯和液溴放在燒瓶中，同時加入少量鐵屑，3～5 min后發現裝有AgNO3溶液的錐形瓶中有淺黃色的沉淀生成，即證明苯與溴發生了取代反應。

（1）裝置I中①的化學方程式為： ___________________________________，

（2）①中長導管的作用是______________________________________________。

（3）燒瓶中生成的褐色油狀液滴的成分是__________________________，要想得到純凈的產物，可用____________試劑洗滌。。

（4）甲做實驗時，乙觀察到燒瓶中液體沸騰并有紅棕色氣體從導管中逸出，提出必須先除去紅棕色氣體，才能驗證錐形瓶中的產物，原因是___________。

（5）乙同學設計如圖所示裝置Ⅱ，并用下列某些試劑完成該實驗。可選用的試劑是：苯；液溴；濃硫酸；氫氧化鈉溶液；硝酸銀溶液；四氯化碳。

a的作用是_____________________； b中的試劑是___________________；

比較兩套裝置，裝置Ⅱ的主要優點是：（答出一點即可）_________________。

Answer 1

【答案】 2Fe＋3Br2===2FeBr3 導氣，冷凝回流 與Br2 NaOH溶液 分液漏斗 揮發出的溴蒸氣也能與硝酸銀溶液反應產生AgBr淺黃色沉淀 防止倒吸安全裝置 苯或四氯化碳 主要優點是：①防止倒吸　②可以控制反應進行程度　 ③避免雜質干擾　 ④防止污染空氣

【解析】（1）苯與溴在鐵的催化下，溴原子取代苯環上的一個氫原子生成溴苯和HBr，實際起催化作用的是溴與鐵生成的溴化鐵，發生的反應為2Fe＋3Br2===2FeBr3，

（2）反應為放熱反應，長導管讓揮發出來的溴單質和苯冷卻又流回燒瓶，充分反應，第二個作用是將HCl氣體導出到錐形瓶中，所以長導管的作用為：導氣，冷凝回流 。（3）燒瓶中生成的紅褐色油狀液滴的成分是溴苯，溴苯混有溴和溴化氫等，HBr溶于水，Br2與氫氧化鈉溶液反應，要想得到純凈的產物，可用NaOH溶液或水試劑洗滌。（4）Br2的沸點低會揮發，與錐形瓶中的水反應生成HBr，HBr與硝酸銀反應生成淡黃色沉淀，干擾了產物HBr的檢驗，故必須先除去Br2。答案為：揮發出的溴蒸氣也能與硝酸銀溶液反應產生AgBr淺黃色沉淀。

（5）HBr氣體易溶于水，裝置內壓強減小，c中液體會倒流，故增加a裝置防倒吸，a的作用是：防倒吸的安全瓶。生成的HBr中混有Br2，會干擾HBr的檢驗，必須先用苯或四氯化碳溶解溴單質而除去。故b中的試劑為苯或四氯化碳。裝置Ⅱ的優點有：1、可以防倒吸，2、有尾氣處理裝置，防止污染空氣，3、鐵絲上下抽動，可以控制反應的速率，4、除去了雜質，防止雜質對產物的干擾。