Question

16．（1）苯和溴的取代反应的实验装置如图所示，其中A为具支试管改制成的反应容器，在其下端开了一小孔，塞好石棉绒，再加入少量铁屑．
请写下列空白：
①试管C中苯的作用是：吸收Br₂蒸汽反应开始后，观察D和E两试管，看到的现象为：D管中变红，E管中出现浅黄色沉淀．
②反应2～3min后，在B中的NaOH溶液里可观察到的现象是底层出现油状液体．
③在上述整套装置中，能防倒吸的装置有F（填字母）．
（2）实验室制备硝基苯的主要步骤如下：
a．配制一定比例的浓H₂SO₄与浓HNO₃的混合酸，加入反应器中；
b．向室温下的混合酸中逐滴加入一定量的苯，充分振荡，混合均匀；
c．在55℃～60℃下发生反应，直至反应结束；
d．除去混合酸后，粗产品依次用蒸馏水和5% NaOH溶液洗涤，最后再用蒸馏水洗涤；
e．将用无水CaCl₂干燥后的粗硝基苯进行蒸馏，得到纯净硝基苯．
请填写下列空白：
①配制一定比例的浓H₂SO₄和浓HNO₃的混合酸时，操作的注意事项是：先将浓硝酸注入容器中，再慢慢注入浓硫酸，并及时搅拌和冷却．
②步骤d中洗涤、分离粗硝基苯应使用的仪器是分液漏斗．
③步骤d中粗产品用5% NaOH溶液洗涤的目的是除去粗产品中残留的酸．

Answer 1

分析 （1）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；氢溴酸能和硝酸银反应生成淡黄色沉淀溴化银；
（2）溴苯是有机物，不溶于氢氧化钠溶于，且密度大于氢氧化钠溶液；
（3）倒置漏斗或球形干燥管能防止溶液倒吸；
（4）①浓硫酸与浓硝酸混合放出大量的热，配制混酸应将浓硫酸中注入浓硝酸中，及时搅拌、冷却，防止溅出伤人；
②分离互不相溶的液态，采取分液操作，需要用分液漏斗；
③制备硝基苯时要用到硫酸、硝酸，可以用5% NaOH溶液洗涤．

解答 解：（1）溴苯中的溴易挥发，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，所以四氯化碳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；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管中变红，E管中出现浅黄色沉淀，
故答案为：吸收Br₂蒸汽；D管中变红，E管中出现浅黄色沉淀；
（2）溴苯是有机物，氢氧化钠溶液是无机物，所以溴苯和氢氧化钠溶液不互溶，且溴苯的密度大于水的密度，所以在B中的氢氧化钠溶液里可观察到的现象是底层出现油状液体，
故答案为：底层出现油状液体；
（3）当两端压力发生压力变化时，液体会产生倒吸现象，因为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F，故答案为：F；
（4）①浓硫酸与浓硝酸混合放出大量的热，配制混酸操作注意事项是：先将浓硝酸注入容器中，再慢慢注入浓硫酸，并及时搅拌和冷却，
故答案为：先将浓硝酸注入容器中，再慢慢注入浓硫酸，并及时搅拌和冷却；
②硝基苯是油状液体，与水不互溶，分离互不相溶的液态，采取分液操作，需要用分液漏斗，故答案为：分液漏斗；
③反应得到粗产品中有残留的硝酸及硫酸，用氢氧化钠溶液洗涤除去粗产品中残留的酸，故答案为：除去粗产品中残留的酸．

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，难度中等，注意苯能和液溴发生取代反应，和溴水不反应．