Question

7．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表：
按下列合成步骤回答问题：

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

（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，有白色烟雾产生，是因为生成了HBr气体．继续滴加至液溴滴完．装置d的作用是吸收HBr和Br₂；
（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、8mL10%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干燥；
（3）经以上分离操作后，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（填入正确选项前的字母）；
A．重结晶     B．过滤      C．蒸馏      D．萃取
（4）在该实验中，a的容积最适合的是B（填入正确选项前的字母）．
A.25mL          B.50mL          C.250mL         D.500mL
（5 ）写出a中反应的主要有机化学方程式2Fe+3Br₂=2FeBr₃、C₆H₆+Br₂$\stackrel{FeBr_{3}}{→}$C₆H₅Br+HBr．

Answer 1

分析 （1）苯与液溴反应生成HBr，HBr与水蒸气结合呈白雾；HBr与液溴易挥发，而苯的卤代反应是放热的，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）反应后得到的溴苯中溶有少量苯杂质，依据它和溴苯的性质不同除杂；
（4）根据制取溴苯所加的液体的体积进行解答；
（5）根据题意，a中有铁粉、液溴和苯，铁和溴 反应生成溴化铁，在溴化铁作催化剂的条件下，溴与苯反应生成溴苯．

解答 解：（1）苯与液溴反应生成HBr，HBr与水蒸气结合呈白雾；HBr与液溴都易挥发，而苯的卤代反应是放热的，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：HBr；吸收HBr和Br₂；
（2）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．
故答案为：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，无水氯化钙能干燥溴苯，
故答案为：干燥；
（3）反应后得到的溴苯中溶有少量未反应的苯，苯和溴苯互溶，但苯的沸点低，所以采用蒸馏的方法进行分离，溴苯留在母液中，
故答案为：苯；C；
（4）操作过程中，在a中加入12mL无水苯，向a中加入10mL水，在b中小心加入8.0mL液态溴，所以a的容积最适合的是50mL，
故答案为：B；
（5）根据题意，a中有铁粉、液溴和苯，铁和溴 反应生成溴化铁，在溴化铁作催化剂的条件下，溴与苯反应生成溴苯，反应的方程式为2Fe+3Br₂=2FeBr₃、C₆H₆+Br₂$\stackrel{FeBr_{3}}{→}$ C₆H₅Br+HBr，
故答案为：2Fe+3Br₂=2FeBr₃、C₆H₆+Br₂$\stackrel{FeBr_{3}}{→}$C₆H₅Br+HBr；

点评 本题考查物质制备实验及产率的计算，为高频考点，明确实验原理是解本题关键，知道实验操作步骤及基本操作方法，题目难度中等．