Question

7．溴苯，无色油状液体，具有苯的气味．化工上主要用于溶剂、分析试剂和有机化合成等．某化学小组欲利用如图所示的装罝通过实验探究：

Ⅰ．苯与液溴发生取代反应；
已知：MnO₂+2NaBr+2H₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Br₂↑+MnSO₄+Na₂SO₄+2H₂O
（1）仪器X的名称球形冷凝管实验室制备溴苯的化学方程式为；这样制取的溴苯可以用AD洗涤除Br₂．
A．Na₂SO₃溶液B．H₂O C．乙醇溶液D．NaOH溶液
（2）制取溴苯的实验操作步骤如下：
①连接装置，其接口顺序为（填字母）：d接a，b接e，f接c
②检查装置的气密性：
③C中加入固体药品，滴加浓硫酸，再打开D处开关K，点燃C处酒精灯；将D装置中的铁丝插入混合液中，一段时间后，D中液体沸腾，原因是该反应是放热反应；
④关闭C中分液漏斗的旋塞．
（3）A中对广口瓶进行热水浴的目的防止溴单质蒸气冷凝．
（4）若B中有淡黄色沉淀生成，能否确定苯与液溴发生了取代反应？否（答“能”或“否”）解释其中的原因D中会挥发出少量的Br₂，Br₂也可以和硝酸银产生淡黄色沉淀；
Ⅱ．探究苯与液溴在催化剂作用下的反应机理．
查阅文献：①Br⁺有强氧化性，可以和水分子发生氧化还原反应②苯与液溴在溴化铁催化下的反应机理共分三步：（填写下列空白）
第一步：Br₂+FeBr₂?Br⁺+FeBr₄^-
第二步：Br⁺+
请完成第三步反应：FeBr₄-+FeBr₃++HBr；该小组将A装置中浓硫酸替换成稀硫酸时实验失败，试从反应机理推测可能的原因是有水情况下，无法生成Br⁺．

Answer 1

分析 c装置发生反应：MnO₂+2NaBr+2H₂SO₄$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$Br₂↑+MnSO₄+Na₂SO₄+2H₂O，制备溴单质，为防止溴蒸汽冷凝，在A中对广口瓶进行热水浴，溴蒸汽在D中与苯发生反应：，最后在硝酸银中吸收未反应溴蒸汽和溴化氢，防止污染空气，据此分析作答；
（1）根据常见仪器的结构和功能确定仪器X的名称；实验室用苯和溴在催化剂的作用下反应制备溴苯；溴苯难溶于水，而Br₂能溶于NaOH溶液，且其氧化性强，能氧化还原性较强的Na₂SO₃溶液；
（2）①溴蒸汽由C制备，由d到a进入热水浴防止冷凝，由c到e进入D中反应，在B中吸收尾气，则顺序为d、a、b、e、f、c；
③混合液后，D中液体沸腾，可根据该反应是放热反应分析；
（3）为防止Br₂蒸气冷凝，A中对广口瓶进行热水浴；
（4）溴蒸汽可与硝酸银反应生成沉淀，B中有淡黄色沉淀生成，不能确定苯与液溴发生了取代反应；
Ⅱ．①第三步反应为溴苯的生成，化学反应为：；

解答 解：（1）仪器X为球形冷凝管；实验室用苯和溴在催化剂的作用下反应制备溴苯，化学方程式为：；
A．Br₂氧化性强，能氧化Na₂SO₃溶液，生成易溶于水的盐，有利于分液分离，故A正确；
B．Br₂易溶于溴苯，而微溶于难水，无法通过分液进行分离，故B错误；
 C．乙醇与水混溶，且是良好的有机溶剂，无法分层，不可分液分离，故C错误；
D．Br₂能溶于NaOH溶液，生成易溶于水的盐，有利于分液分离，故D正确；
答案为AD；
故答案为：球形冷凝管；；AD；
（2）①溴蒸汽由C制备，由d到a进入热水浴防止冷凝，由c到e进入D中反应，在B中吸收尾气，则顺序为d、a、b、e、f、c；
故答案为：a；b；e；f；
③C中加入固体药品，C处滴加浓硫酸，再打开D处开关K，点燃C处酒精灯，制得溴蒸汽反应；该反应是放热反应，插入铁丝于混合液中，一段时间后，D中液体沸腾；
故答案为：该反应是放热反应；
（3）为防止Br₂蒸气冷凝，A中对广口瓶进行热水浴；
故答案为：防止溴单质蒸气冷凝；
（4）Br₂有挥发性，溴蒸汽可与硝酸银反应生成淡黄色沉淀；
故答案为：否；D中会挥发出少量的Br₂，Br₂也可以和硝酸银产生淡黄色沉淀；
Ⅱ．第三步反应为溴苯的生成，化学反应为：；将A装置中浓硫酸替换成稀硫酸时实验失败，有水情况下，无法生成Br⁺；

故答案为：；有水情况下，无法生成Br⁺．

点评 本题主要考查了溴苯的制备，学生知识综合应用、根据实验目的及物质的性质进行排列顺、实验基本操作能力及实验方案设计能力，综合性较强，注意把握物质性质以及对题目信息的获取于使用，难度中等．