Question

【题目】某小组利用如图装置，用苯与溴在FeBr3催化作用下制备溴苯：

	苯	溴	溴苯
密度/g·cm-3	0.88	3.10	1.50
沸点/°C	80	59	156
水中溶解性	微溶	微溶	微溶

实验过程：在a中加入15mL无水苯和少量铁屑，在b中小心加入4.0mL液态溴。向a中滴入几滴溴。反应剧烈进行。反应停止后按如下流程分离提纯产品：

　

（1）烧瓶中有大量红棕色蒸气，试管d中的现象是：①______________；② 蒸馏水逐渐变成黄色。c的作用是___________________________________。

（2）分离提纯时，操作Ⅰ为______________，操作Ⅱ为_________________。

（3）“水洗”需要用到的玻璃仪器是_________、烧杯，向“水洗”后所得水相中滴加KSCN溶液，溶液变红色。推测水洗的主要目的是除去__________________。

（4）“NaOH溶液洗”时反应的化学方程式是________________________。

（5）已知苯与溴发生的是取代反应，推测反应后试管d中液体含有的两种大量离子是H+和Br－，设计实验方案验证推测。（限选试剂：Mg、CCl4、AgNO3aq、H2O）

实验步骤	预期现象	结论
步骤1：将试管d中液体转入分液漏斗， __________________________________，将所取溶液等分成两份，置于A、B两试管中，进行步骤2、3。
步骤2： 。		证明有 存在
步骤3： 。		证明有 存在

Answer 1

【答案】 导管口有白雾出现 冷凝回流 过滤 蒸馏 分液漏斗 FeBr3 2NaOH+Br2 = NaBr+NaBrO+H2O

实验步骤	预期现象	结论
加入适量CCl4，振荡，静置分液，取上层溶液于试管中
向A中加入适量Mg	产生无色气体	H+
向B中加入适量AgNO3溶液	产生浅黄色沉淀	Br

【解析】（1）铁屑与液溴反应生成溴化铁，苯与液溴在溴化铁作催化剂的条件下剧烈反应，生成溴苯和溴化氢。溴化氢沸点低，经过导气管进入锥形瓶，导管口与水接触，易形成酸雾。烧瓶中充满红棕色，锥形瓶中蒸馏水逐渐变成黄色，是因为反应放热，溴具有挥发性，部分液溴变溴蒸汽，且有部分Br2(g)进入锥形瓶中。

故答案为：导管口有白雾出现；

（2）反应停止后反应混合物中含有溴苯、苯、溴、FeBr3以及Fe。由流程可知，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。将所得液体水洗后，液体分层，FeBr3易溶于水进入水层，溴易溶于有机物，和苯、溴苯一起进入有机层。分液进行分离，再加NaOH溶液除去溴单质，再次分液，水相中主要含有NaBr、NaBrO等，有机相中含有苯、溴苯。由于苯与溴苯的沸点不同，可进行蒸馏（操作II）分离。

故答案为：过滤；蒸馏；

（3）根据上述分析“水洗”后得到水相和有机相，为分液操作，除需要烧杯外，还需要分液漏斗。向“水洗”后所得水相中滴加KSCN溶液，溶液变红色，说明水相中存在铁离子，即FeBr3溶于水，进入水相。故水洗的目的为除去FeBr3。

故答案为：分液漏斗；FeBr3；

（4）NaOH溶液洗的目的为除去Br2，反应方程式为：2NaOH+Br2 = NaBr+NaBrO+H2O；

（5）苯与溴发生取代反应，反应生成HBr溶于锥形瓶中，溶液中含有大量的Br－和H+。由于Br2易挥发，锥形瓶中会溶解少量的Br2，用四氯化碳萃取分离。分别取少量上层无色溶液于试管A、B中，试管A中滴入少量氯水，置换出溴单质，溶液由无色变黄色，证明含有Br－；向试管B中加镁条，有大量气泡产生，证明含有H+。故答案为：

实验步骤	预期现象	结论
加入适量CCl4，振荡，静置分液，取上层溶液于试管中
向A中加入适量Mg	产生无色气体	H+
向B中加入适量AgNO3溶液	产生浅黄色沉淀	Br