Question

3．溴苯是一种常用的化工原料，通常以苯和溴为原料制取，查资料知：

	苯	溴	溴苯
密度/g•cm-3	0.88	3.10	1.50
沸点/℃	80	59	156
在水中的溶解度	微溶	微溶	微溶

实验室制备溴苯的实验步骤如下：
步骤1：在a中加入15mL苯和少量铁屑，再将b中4.0mL液溴慢慢加入到a中．
步骤2：充分反应后，向a中加入10mL水，然后过滤除去未反应的铁屑．
步骤3：滤液依次用10mL水、8mL 10%的NaOH溶液、10mL 水洗涤，分液得粗溴苯．
步骤4：向分出的粗溴苯中加入少量的无水氯化钙，静置、过滤即得粗产品．

（1）步骤1仪器a中发生的主要化学反应方程式为：C₆H₆+Br₂$\stackrel{FeBr_{3}}{→}$C₆H₅Br+HBr．
（2）仪器c的作用是冷凝回流，回流的主要物质有：C₆H₆、Br₂．
（3）步骤3中NaOH所发生的主要反应是：Br₂+2NaOH=NaBr+NaBrO+H₂O．
（4）若将图1虚线框部分改为图2装置，则 D、E可以检验出来的物质是HBr，其中试管C中苯的作用是吸收溴蒸气，能否据此判断发生了取代反应？是（填“是”或“否”）．

Answer 1

分析 （1）苯和纯溴在三氯化铁催化剂作用下，苯环上一个氢原子发生取代反应生成溴苯和溴化氢；
（2）根据表中数据可知，苯和液溴的沸点较低，容易变成气体挥发出来；
（3）溴苯含有少量的溴和溴化氢，可以用NaOH溶液除去，步骤3中NaOH所发生主要反应为溴单质与氢氧化钠的反应；
（4）实验室制备溴苯是用苯和液溴在铁粉作催化剂的条件下发生取代反应生成溴苯和溴化氢，根据装置图可知，生成溴苯的同进还有溴化氢生成另外还有少部分溴挥发，所以图2中：试管C中苯的作用是吸收溴蒸气，在D装置中石蕊会变红，E中的硝酸银会产生溴化银沉淀，尾气用氢氧化钠溶液吸收，由于溴化氢极易溶于水，用倒扣的漏斗防止倒吸，因E中的硝酸银产生溴化银沉淀，可判断发生取代反应．

解答 解：（1）苯和纯溴在三溴化铁催化剂作用下，苯环上一个氢原子发生取代反应生成溴苯和溴化氢，C₆H₆+Br₂$\stackrel{FeBr_{3}}{→}$C₆H₅Br+HBr，
故答案为：C₆H₆+Br₂$\stackrel{FeBr_{3}}{→}$C₆H₅Br+HBr；
（2）苯的沸点为80℃，溴的沸点为59℃，二者沸点较低，容易挥发出来，冷凝器冷凝回流的主要物质为：C₆H₆、Br₂，
故答案为：C₆H₆、Br₂；
（3）由于溴苯中溶有溴化氢与单质溴，所以氢氧化钠溶液的作用是吸收HBr和Br₂，发生反应的化学方程式为Br₂+2NaOH=NaBr+NaBrO+H₂O、HBr+NaOH=NaBr+H₂O，主要反应为溴单质与氢氧化钠的反应，
故答案为：Br₂+2NaOH=NaBr+NaBrO+H₂O；
（4）液溴易挥发，溴极易溶于苯，用苯除去溴化氢气体中的溴蒸气，以防干扰检验H⁺和Br^-，将图1虚线框部分改为图2装置，因苯易吸收溴单质，所以试管C中苯的作用是吸收溴蒸气，酸能使紫色石蕊试液变红，在D装置中石蕊会变红，是因为C₆H₆+Br₂$\stackrel{FeBr_{3}}{→}$C₆H₅Br+HBr，溴化氢溶液使石蕊变红，E试管内装的试剂的作用为检验生成的溴化氢，因溴化氢易溶于水，溶解于水的溴化氢电离出的溴离子和银离子反应，AgNO₃+HBr=AgBr↓，生成淡黄色不溶于硝酸的沉淀溴化银，所以D、E可以检验出来的物质是HBr，因E中的硝酸银产生溴化银沉淀，可判断发生取代反应，
故答案为：HBr；吸收溴蒸气；是．

点评 本题考查了苯的性质、制备实验方案的设计，题目难度中等，涉及了溴苯的制取实验、物质的分离提纯等，清楚制备的原理是解答的关键，充分培养了学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识解决问题的能力．