Question

16．已知苯、溴和溴苯的物理性质如下表所示

	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

下图为苯和溴取代反应的改进实验装置．其中A为带支管的试管改制成的反应容器，在其下端开了一个小孔，塞好石棉绒，再加入少量铁屑．
填写下列空白：
（1）向反应容器A中逐滴加入溴和苯的混合液，几秒钟内就发生反应．写出A中所发生反应的化学方程式（有机物写结构简式）：．
（2）试管C中苯的作用是除去溴化氢中混有的溴蒸汽；反应开始后，观察D试管，看到的现象为石蕊试液变红，并在导管中有白雾产生
（3）在上述整套装置中，具有防倒吸作用的仪器有DEF（填字母）．
（4）反应完毕后，将a瓶中的液体取出，经过分液 （填分离操作的名称）可获得获得粗溴苯，向粗溴苯中加入无水CaCl₂，其目的是干燥
（5）经以上分离操作后，要进一步提纯粗溴苯，下列操作中必须的是C（填入正确选项前的字母）；
A．重结晶　　B．过滤　　C．蒸馏　　D．萃取．

Answer 1

分析 本题是对苯和液溴反应原理的探究，对课本实验进行了改进，涉及反应后的混合液的分离提纯和对实验过程中溴化氢的检验，反应混合物静置后分层可分液分离，得到的粗溴苯中仍混有的苯因混溶可通过蒸馏进一步分离，因溴的挥发，检验溴化氢时要先排除溴的干扰，并借助硝酸银溶液里有浅黄色沉淀来证明溴化氢的存在，同时还要注意尾气处理，本题综合性较强．
（1）根据苯和液溴发生取代反应生成溴苯和溴化氢解答；
（2）溴苯中的溴易挥发，非极性分子的溶质易溶于非极性分子的溶剂，据此分析苯的作用；该反应中有溴化氢生成，溴化氢溶于水得到氢溴酸，氢溴酸能使石蕊试液变红色；
（3）因溴化氢极易溶解于水，导气管不插入溶液中、倒置漏斗或球形干燥管能防止溶液倒吸；
（4）反应后的混合液含有有机物和无机混合液，因相互不溶，静置后会出现分层现象，可选择分液漏斗进行分液操作，无水CaCl₂有吸水性，加入到粗产品中可除去混有的少量水份；
（5）获得的粗溴苯中仍混合相互混的苯和少量溴，可根据各组分的沸点差异进行分离．

解答 解：（1）在催化剂的作用下，苯环上的氢原子溴原子所取代，生成溴苯，同时有溴化氢生成，反应为，
故答案为：；
（2）溴苯中的溴易挥发，溴和苯都是非极性分子，根据相似相溶原理知，溴易溶于苯，所以苯的作用是吸收溴蒸汽；该反应中有溴化氢生成，溴化氢溶于水得到氢溴酸，氢溴酸是酸性物质，能使石蕊试液变红色；所以观察D看到的现象是D管中石蕊试液变红；
故答案为：除去HBr中混有的溴蒸气；石蕊试液变红；
（3）当两端压力发生压力变化时，液体会产生倒吸现象，DE装置中导气管不插入溶液中可以防止倒吸，倒置的漏斗下口很大，液体上升很小的高度就有很大的体积，上升的液体的本身的压力即可低偿压力的不均衡．因此由于上部还有空气隔离，液体不会倒吸入上端的细管道，所以具有防倒吸作用的仪器有DEF，故答案为：DEF；
（4）反应后的混合液静置后会出现分层现象，可选择分液漏斗进行分液操作，得到的粗溴苯中仍有少量水溶液，可加入无水CaCl₂利用其有吸水性，达到吸水干燥的目的，故答案为：分液；干燥；
（5）粗溴苯中仍含有苯、溴，由于三者互溶在一起，而且它们的沸点不同，所以可采用蒸馏的方法来分离，故答案为：蒸馏．

点评 本题考查了苯的取代反应实验，考查的知识点有反应方程式的书写、产物的判断、蒸汽的成分及性质，综合性较强，难度较大，注意苯能和液溴发生取代反应，和溴水不反应．