Question

17．某小组同学利用图1装置（夹持仪器已省略）制备溴苯，并探究该反应原理．
Ⅰ．制备溴苯
（1）装置中长导管a的作用是冷凝回流、导出气体．
（2）本实验所获得的溴苯为褐色，是因为溴苯溶解了过量的溴．
Ⅱ．分离提纯
已知，溴苯与苯互溶，液溴、苯、溴苯的沸点依次为59℃、80℃、156℃．同学们设计了如图2流程：

（3）操作Ⅱ为蒸馏．
（4）流程②和④中，需要用到的玻璃仪器是烧杯、分液漏斗；流程③的现象为溶液变血红色（或红色），流程④的作用是除去溴苯中的溴．
Ⅲ．探究原理
（5）反应结束后，某同学取少量锥形瓶中的液体于试管中，再滴入几滴AgNO₃溶液，出现浅黄色浑浊，从而判断反应一定生成了HBr．你认为该同学的判断不合理（填“合理”、“不合理”）．
（6）为探究锥形瓶中溶液的离子，请完成如表探究实验方案（限选试剂：镁粉、四氯化碳、氯水、溴水、蒸馏水）

实验步骤	预期现象	结论
1．将锥形瓶中的液体转入分液漏斗，加足量①四氯化碳，振荡后分液．分别取少量②上层溶液于试管A、B中
2．向试管A中加入少量③和四氯化碳，振荡后静置；	溶液分层，下层显④红棕（橙红色也可以）色	锥形瓶中液体含大量Br-
3．向试管B中加入⑤镁粉．	有汽泡生成	锥形瓶中液体含大量⑥H+

根据上述结论推断，制备溴苯的反应属于取代反应，其反应方程式为．

Answer 1

分析 （1）长导管让挥发出来的溴单质冷凝，防止对产物的干扰；
（2）反应生成的溴苯和溴互溶呈褐色油状液滴；
Ⅱ．苯及溴在FeBr₃催化作用下制备溴苯，反应混合物中含有苯、溴苯、溴、FeBr₃以及Fe，由流程可知经操作Ⅰ后得到固体残留物，则操作Ⅰ应为过滤，固体残留物为Fe粉，液体中含有FeBr₃、溴等，都可溶于水；经分液后，有机相中含有苯、溴苯、溴，加入氢氧化钠溶液，水相中主要含有NaBr、NaBrO等，有机相中含有苯、溴苯，由于二者沸点不同，可进行蒸馏分离，以此解答（3）（4）；
（5）锥形瓶中含有挥发出来的溴单质，干扰了实验的检验；
（6）使混合液分层，需要加入有机溶剂，据此可知①为四氯化碳，由于四氯化碳的密度大于水，则含有离子的溶液在上层，应该取上层溶液；
根据结论“锥形瓶中液体含大量Br^-”，则③为氧化剂，溴离子被氧化成溴单质，则根据溴单质有色判断④； 
根据现象“有汽泡生成”，则气泡为氢气，⑤应该是加入金属单质，证明了溶液中含有大量氢离子；
通过实验可知，溶液中存在大量的氢离子和溴离子，从而证明了苯与液溴在铁催化下发生取代反应生成溴苯和溴化氢，写出反应的化学方程式．

解答 解：（1）反应为放热反应，长导管让挥发出来的溴单质冷凝，防止对产物的干扰，即长导管的作用为导气、冷凝回流，
故答案为：冷凝回流；
（2）溴苯是无色液体，溴苯中溶有溴而呈褐色，
故答案为：溴苯溶解了过量的溴；
Ⅱ．苯及溴在FeBr₃催化作用下制备溴苯，反应混合物中含有苯、溴苯、溴、FeBr₃以及Fe，由流程可知经操作Ⅰ后得到固体残留物，则操作Ⅰ应为过滤，固体残留物为Fe粉，液体中含有FeBr₃、溴等，都可溶于水，经分液后，有机相中含有苯、溴苯、溴，加入氢氧化钠溶液，水相中主要含有NaBr、NaBrO等，有机相中含有苯、溴苯，由于二者沸点不同，可进行蒸馏分离，以此解答该题．
（3）由以上分析可知操作Ⅰ为过滤，操作Ⅱ为蒸馏，
故答案为：蒸馏；
（4）经“水洗”、“NaOH 溶液洗”后得到水相和有机相，则应为分液操作，除需要烧杯外，还需要分液漏斗；流程③，溶液中含有铁离子，滴加KCSN溶液，溶液变红色；流程④的作用是除去溴苯中混有的溴单质，
故答案为：分液漏斗；溶液变血红色（或红色）；除去溴苯中的溴；
（5）由于溴易挥发，锥形瓶中有挥发出来的溴，干扰了溴化氢的检验，故给判断不合理，
故答案为：不合理；
（6）使混合液分层，需要加入有机溶剂，则①为四氯化碳，由于四氯化碳的密度大于水，则含有离子的溶液在上层，有机溶剂在下层，应该取上层溶液，即②为上；
根据结论“锥形瓶中液体含大量Br^-”，则③为氧化剂氯水，溴离子被氧化成溴单质，则④为红棕剧哦橙红色； 
根据现象“有汽泡生成”，则气泡为氢气，⑤应该是加入金属镁粉，证明了溶液中含有大量氢离子，则锥形瓶中液体含大量⑥H⁺；
通过实验可知，溶液中存在大量的氢离子和溴离子，从而证明了苯与液溴在铁催化下发生取代反应生成溴苯和溴化氢，反应的化学方程式为：，
故答案为：①四氯化碳（或CCl₄）；②上；  ③氯水；  ④红棕（橙红色也可以）；  ⑤镁粉；  ⑥H⁺；取代；．

点评 本题考查了有机合成、性质实验方案的设计，题目难度中等，注意掌握性质实验方案的设计与评价原则，明确化学实验基本操作方法，试题充分考查学生的分析、理解能力及化学实验能力．