Question

5．如图为苯和溴的取代反应的改进实验装置图，其中A为由具有支管的试管制成的反应容器，在其下端开了一个小孔，塞好石棉绒，再加入少量铁屑粉．填写下列空白：（注：溴苯与NaOH溶液通常条件下不会发生水解反应）

（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中所发生有机反应的化学方程式：；该反应的类型为取代．
（2）反应开始后，观察D和E两试管，看到的现象为
DD中石蕊变红色；
EE管中出现浅黄色沉淀；
（3）试管C中苯的作用是吸收溴化氢中的溴和挥发的有机物蒸汽．
（4）在上述整套装置中，具有防倒吸作用的仪器有（填字母）：DEF．
（5）反应2～3min后，在B中的NaOH溶液里可观察到的现象是溶液中有红褐色的絮状物生成，底部有无色油状物质生成，液面上有白雾．
（6）改进后的实验除①步骤简单，操作方便，成功率高；②各步现象明显；③对产品便于观察这3个优点外，还有一个优点是：对尾气进行处理，防止对空气造成污染．

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，
（1）苯与液溴在催化剂条件下发生取代反应生成溴苯；
（2）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；氢溴酸能和硝酸银反应生成淡黄色沉淀溴化银；
（3）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，有机物易溶于有机物，据此分析苯的作用；
（4）倒置漏斗或球形干燥管能防止溶液倒吸；
（5）溴化铁与氢氧化钠反应生成氢氧化铁沉淀，溴苯密度大于水，是无水油状液体，溴化氢易挥发；
（6）溴化氢能污染空气，不能直接排放到空气中

解答 解：（1）苯与液溴在催化剂条件下发生取代反应，方程式为：，
故答案为：；取代；
（2）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；氢溴酸能和硝酸银反应生成淡黄色沉淀溴化银，所以观察D和E两试管，看到的现象是D中石蕊变红色，E管中出现浅黄色沉淀，
故答案为：D中石蕊变红色；E管中出现浅黄色沉淀；
（3）溴苯中   溴易挥发，溴和四氯化碳都是非极性分子，根据相似相溶原理知，溴易溶于四氯化碳，苯也易溶于四氯化碳，所以四氯化碳的作用是吸收溴化氢中的溴和挥发的有机物蒸汽，
故答案为：吸收溴化氢中的溴和挥发的有机物蒸汽；
（4）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；
（5）苯与液溴发生取代反应生成溴苯和溴化氢，溴苯是密度大于水，无色的油状液体，溴化氢易挥发，能与水蒸气结合成氢溴酸液滴，溴化铁与氢氧化钠反应生成红褐色的氢氧化铁沉淀，
故答案为：溶液中有红褐色的絮状物生成，底部有无色油状物质生成，液面上有白雾；
（6）改进后的实验除①步骤简单，操作方便，成功率高；②各步现象明显；③对产品便于观察这三个优点外，还有一个优点是：对尾气进行处理，防止对空气造成污染，故答案为：对尾气进行处理，防止对空气造成污染．

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，为高频考点，题目难度中等，注意苯能和液溴发生取代反应，和溴水不反应．