Question

12．溴苯是一种化工原料，实验室合成溴苯的装置示意图及有关数据如下：

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

按以下步骤回答问题：
（1）在a中加入15mL无水苯和少量铁屑．在b中小心加入4.0mL液态溴．向a中滴入几滴溴，a中液体立即沸腾，并有红棕色蒸气出现；a中发生反应的化学方程式为：2Fe+3Br₂═2FeBr₃、；继续滴加至液溴滴完．仪器a的名称是三颈烧瓶；装置d中的作用是吸收HBr气体．仪器c为冷凝管，其进水口为下（填“上”或“下”）口．
（2）液溴滴完后，经过下列步骤分离提纯：
①向a中加入10mL水，然后过滤除去未反应的铁屑；
②滤液依次用10mL水、8mL 10%的NaOH溶液、10mL水洗涤．NaOH溶液洗涤的作用是除去HBr和未反应的Br₂；
③向分出的粗溴苯中加入少量的无水氯化钙，静置、过滤．加入氯化钙的目的是吸收其中的水分．
（3）经过上述分离操作后，粗溴苯中还含有的主要杂质为苯，要进一步提纯，下列操作中必须的是C．
A．重结晶  B．过滤  C．蒸馏  D．萃取．

Answer 1

分析 本题是利用苯和液溴在三溴化铁作催化剂的条件下，在三颈烧瓶内发生取代反应制备溴苯，涉及了反应原理的考查，反应过程中为防止液溴和苯的挥发，提高原料利用率，用冷凝管进行冷凝回流，同时吸收生成的HBr气体，防污染；反应后的混合物通过过滤除去多余的铁粉，然后用氢氧化钠溶液洗去没有反应的溴及生成的HBr，然后通过分液、蒸馏进行分离提纯；
（1）反应在三颈烧瓶内进行，苯的卤代反应是放热的，用冷凝管对挥发出的蒸汽进行冷凝，冷却水的方向与汽流方向相反，尾气中有HBr及挥发出的Br₂，用氢氧化钠溶液吸收，防止污染大气；
（2）溴苯中含有溴，加NaOH溶液，把未反应的Br₂变成NaBr和NaBrO洗到水中，然后加干燥剂，据此解答；
（3）由分离操作可知，分离出的粗溴苯中含有未反应的苯，分离互溶的液体，根据沸点不同，利用蒸馏的方法进行分离．

解答 解：（1）在三颈烧瓶内发生的反应是2Fe+3Br₂═2FeBr₃ ，反应放热，且苯与液溴易挥发，发提高原料的利用率，用冷凝管冷却蒸汽并回流到三颈烧瓶内，冷却水的流向是低进高出，尾气中有HBr及挥发出的Br₂，用氢氧化钠溶液吸收，防止污染大气，故答案为：2Fe+3Br₂═2FeBr₃ ；三颈烧瓶；吸收HBr气体；下；
（2）溴苯提纯的方法是：先水洗，把可溶物溶解在水中，然后过滤除去未反应的铁屑，再加NaOH溶液，把未反应的Br₂变成NaBr和NaBrO洗到水中．然后加干燥剂，无水氯化钙能吸收水分，干燥溴苯，故答案为：除去HBr和未反应的Br₂；吸收其中的水分；
（3）反应后得到的溴苯中溶有少量未反应的苯．利用沸点不同，苯的沸点小，被蒸馏出，溴苯留在母液中，所以采取蒸馏的方法分离溴苯与苯，故答案为：苯；C．

点评 本题主要考查了溴苯的制取实验、物质的分离提纯等，清楚制备的原理是解答的关键，题目难度中等．