Question

18．為探究苯與溴的取代反應(yīng)，甲用如圖裝置I進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

將一定量的苯和溴放在燒瓶中，同時(shí)加入少量鐵屑做催化劑，3-5分鐘后發(fā)現(xiàn)滴有AgNO₃的錐形瓶中有淺黃色沉淀生成，即證明苯與溴發(fā)生了取代反應(yīng)．
（1）裝置I中①的化學(xué)方程式為2Fe+3Br₂═2FeBr₃、．
（2）①中長(zhǎng)導(dǎo)管的作用是導(dǎo)氣，冷凝回流．
（3）要想得到純凈的產(chǎn)物，可用稀NaOH溶液，蒸餾水洗滌．洗滌分離粗產(chǎn)品應(yīng)使用的最主要儀器是分液漏斗．檢驗(yàn)產(chǎn)物已純凈的方法是取少量最后一次洗液，加入稀HNO₃，再加入AgNO₃溶液，溶液不渾濁說明產(chǎn)品已洗凈．
（4）乙同學(xué)設(shè)計(jì)如圖所示裝置Ⅱ，并用下列某些試劑完成該實(shí)驗(yàn)．可選用的試劑是：苯、液溴；濃硫酸；氫氧化鈉溶液；硝酸銀溶液；四氯化碳．a(chǎn)的作用是安全瓶，防止倒吸． 能證明苯和液溴發(fā)生的是取代反應(yīng)，而不是加成反應(yīng)，那試管b中應(yīng)加入四氯化碳，試管c中應(yīng)加入AgNO₃溶液．
（5）比較兩套裝置，裝置Ⅱ的兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)是①控制反應(yīng)進(jìn)行②防止倒吸．

Answer 1

分析 （1）溴與鐵反應(yīng)生成溴化鐵，苯和液溴在溴化鐵的催化作用下生成溴苯和溴化氫；
（2）長(zhǎng)導(dǎo)管讓揮發(fā)出來的溴單質(zhì)冷凝，防止對(duì)產(chǎn)物的干擾；
（3）反應(yīng)生成的硝基苯和溴互溶呈紅褐色油狀液滴，可用NaOH溶液試劑洗滌，讓反應(yīng)生成溶于水的物質(zhì)，再進(jìn)行分液，產(chǎn)物中可能含有溴離子；
（4）支管是短進(jìn)短出a的作用是防止倒吸安全裝置；b中要除去Br₂，b中試劑為四氯化碳，試管c檢驗(yàn)溴離子；
（5）裝置Ⅱ的主要優(yōu)點(diǎn)是①防止倒吸；②可以控制反應(yīng)進(jìn)行程度；③避免雜質(zhì)干擾；④防止污染空氣．

解答 解：（1）因溴與鐵反應(yīng)生成溴化鐵：2Fe+3Br₂═2FeBr₃，苯和液溴在溴化鐵的催化作用下生成溴苯和溴化氫：，
故答案為：2Fe+3Br₂═2FeBr₃；；
（2）反應(yīng)為放熱反應(yīng)，長(zhǎng)導(dǎo)管讓揮發(fā)出來的溴單質(zhì)冷凝，防止對(duì)產(chǎn)物的干擾，即長(zhǎng)導(dǎo)管的作用為導(dǎo)氣，冷凝回流，
故答案為：導(dǎo)氣，冷凝回流；AgNO₃溶液；
（3）反應(yīng)生成的硝基苯和溴互溶呈紅褐色油狀液滴，可用NaOH溶液試劑洗滌，讓反應(yīng)生成溶于水的物質(zhì)，再進(jìn)行分液，分液使用分液漏斗；產(chǎn)物中可能含有溴離子，溴離子可與硝酸銀反應(yīng)生成溴化銀沉淀，
故答案為：分液漏斗；取少量最后一次洗液，加入稀HNO₃，再加入AgNO₃溶液，溶液不渾濁說明產(chǎn)品已洗凈；
（4）從圖上信息可知，支管是短進(jìn)短出a的作用是防止倒吸安全裝置．b中要除去Br₂，試劑為四氯化碳，試管c檢驗(yàn)溴離子，應(yīng)加入AgNO₃溶液，
故答案為：安全瓶，防止倒吸；四氯化碳；AgNO₃溶液；
（5）根據(jù)以上分析，裝置Ⅱ的主要優(yōu)點(diǎn)是①防止倒吸；②可以控制反應(yīng)進(jìn)行程度；③避免雜質(zhì)干擾；④防止污染空氣，
故答案為：控制反應(yīng)進(jìn)行；防止倒吸．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了苯的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，掌握反應(yīng)的原理、各物質(zhì)的性質(zhì)以及操作的方法是解題的關(guān)鍵，題目難度中等．