Question

6．1，2，3，4-四氫化萘的結(jié)構(gòu)簡式是，分子式是C₁₀H₁₂．常溫下為無色液體，有刺激性氣味，沸點207℃，不溶于水，是一種優(yōu)良的溶劑，它與液溴發(fā)生反應(yīng)：C₁₀H₁₂+4Br₂?C₁₀H₈Br₄+4HBr．生成的四溴化萘常溫下為固態(tài)，不溶于水．有人用四氫化萘、液溴、蒸餾水和純鐵粉為原料，制備少量飽和氫溴酸溶液，實驗步驟如下：
①按一定質(zhì)量比把四氫化萘和水加入適當(dāng)?shù)娜萜髦�，加入少量純鐵粉．
②慢慢滴入液溴，不斷攪拌，直到反應(yīng)完全．
③取下反應(yīng)容器，補充少量四氫化萘，直到溶液顏色消失．過濾，將濾液倒入分液漏斗，靜置．
④分液，得到的“水層”即氫溴酸溶液．
回答下列問題：
（1）如圖示意圖中的裝置，適合步驟①和②操作的是D．
（2）步驟②中如何判斷“反應(yīng)完全”加入的液溴顏色基本不褪．
（3）步驟③中補充少量四氫化萘的目的是除出去過量的Br₂．
（4）步驟③中過濾后得到的固體物質(zhì)是四溴化萘、鐵粉．
（5）已知在實驗條件下，飽和氫溴酸水溶液中氫溴酸的質(zhì)量分數(shù)是66%，如果溴
化反應(yīng)進行完成，則步驟①中四氫化萘和水的質(zhì)量比約是1：1.3（保留小數(shù)點后1位）．

Answer 1

分析 本題是利用四氫化萘的性質(zhì)制備飽和氫溴酸溶液的實驗探究，涉及根據(jù)反應(yīng)物液溴和生成物溴化氫易揮發(fā)的特點選擇反應(yīng)裝置D進行實驗，通過滴加的液溴顏色不再褪去判斷反應(yīng)完全，考查了反應(yīng)后混合物的分離與提純，并結(jié)合產(chǎn)品的質(zhì)量分數(shù)計算原料的配比，建議借助原子守恒進行計算，據(jù)此判斷解答；
（1）根據(jù)①②的操作及使用試劑易揮發(fā)的特點判斷合理的裝置；
（2）液溴是深紅褐色，最初滴入到反應(yīng)容器內(nèi)立即參與反應(yīng)而褪色，如果進行完全，滴入的液溴將仍保留在反應(yīng)容器內(nèi)；
（3）根據(jù)步驟②需要加入了過量的液溴進行判斷；
（4）根據(jù)四溴化萘常溫下為固態(tài)和加入鐵粉作催化劑考慮；
（5）飽和氫溴酸水溶液中氫溴酸的質(zhì)量分數(shù)是66%，可設(shè)溶液的質(zhì)量為100g，則溶液里HBr的質(zhì)量為66g，可計算出其物質(zhì)的量，再結(jié)合反應(yīng)原理可推出四氫化萘的物質(zhì)的量，從而可計算出四氫化萘與水的質(zhì)量比．

解答 解：（1）按照步驟①，本實驗是把四氫化萘、水和鐵粉加入同一容器中反應(yīng)，所以B不正確．若用A中的裝置進行反應(yīng)，溴蒸氣和刺激性氣味的四氫化萘都會污染環(huán)境，同樣C裝置在步驟②反應(yīng)時，也會造成環(huán)境污染，所以A、C都不對，故選D裝置，故答案為：D；
（2）伴隨反應(yīng)的進行，最初滴入的紅褐色液溴立即褪色，當(dāng)反應(yīng)完全后，滴入的液溴顏色不再褪去，故答案為：加入的液溴顏色基本不褪；
（3）由于步驟②加入了過量的液溴，步驟③中補充少量四氫化萘除掉剩余的溴單質(zhì)，故答案為：除出去過量的Br₂；
（4）由于生成的四溴化萘常溫下為固態(tài)，所以過濾后得到的固體物質(zhì)是四溴化萘和鐵粉，故答案為：四溴化萘和鐵粉；
（5）設(shè)溶液的質(zhì)量為100g，則溶液里HBr的質(zhì)量為66g，水的質(zhì)量為34g，HBr的物質(zhì)的量$\frac{66g}{81g/mol}$=$\frac{22}{27}$mol，根據(jù)C₁₀H₁₂+4Br₂?C₁₀H₈Br₄+4HBr可知四氫化萘的物質(zhì)的量為$\frac{22}{27}$mol÷4=$\frac{11}{54}$mol，質(zhì)量為$\frac{11}{54}$mol×134g/mol=$\frac{737}{27}$g，則步驟①中四氫化萘和水的質(zhì)量比約是$\frac{737}{27}$g：36g≈1：1.3，故答案為：1.3．

點評 本題考查了用四氫化萘、液溴、蒸餾水和純鐵粉為原料，制備少量飽和氫溴酸溶液，涉及了裝置的選擇、化學(xué)方程式的書寫及配平，充分考查了學(xué)生的分析、理解能力及對所學(xué)知識掌握的熟練程度，本題難度中等．