Question

13．溴苯是一种化工原料，实验室合成溴苯的装置示意图及有关数据如下：

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

按以下合成步骤回答问题：
（1）在a中加入15mL无水苯和少量铁屑．在b中小心加入4.0mL 液溴．向a中滴入几滴液溴，有白雾产生，是因为生成了HBr气体．继续滴加至液溴滴完．装置d中NaOH溶液的作用是吸收HBr和Br₂．
（2）反应过程中，a外壁温度升高，为提高原料利用率，利用温度计控制温度，适宜的温度范围为（填序号）C．
A．＞156℃B． 59℃-80℃C．＜59℃
（3）液溴滴完后，经过下列步骤分离提纯：
①向a中加入10mL水，然后过滤除去未反应的铁屑；
②滤液依次用10mL水、8mL10%的NaOH溶液、10mL水洗涤．NaOH溶液洗涤的作用是除去未反应的Br₂；
③向分离出的粗溴苯中加入少量的无水氯化钙，静置、过滤．加入氯化钙的目的是干燥或除去粗溴苯中的水．
（4）经过上述分离操作后，粗溴苯中还含有的主要杂质为苯，要进一步提纯，下列操作中必须的是C（填入正确选项前的字母）．
A．重结晶        B．过滤        C．蒸馏        D．萃取．

Answer 1

分析 本题是根据苯的性质，利用苯和液溴通过取代反应制备溴苯的实验设计题，涉及反应原理的探究、溴化氢的尾气处理措施，反应后混合物的分离与提纯，反应中生成了溴化氢，因其极易溶解于水，实验中可观察到有白雾，反应后的混合物因水溶液与有机物不相溶，可选择分液分离，但因溴易溶于有机溶剂，故需要用氢氧化钠溶液洗涤，使之转化为可溶于的盐，最后得到的溴苯中混有的苯，可以根据沸点差异选择蒸馏分离；
（1）苯与液溴反应生成HBr，HBr遇水蒸气形成白雾；苯的卤代反应是放热反应，液溴易挥发，所以尾气中有HBr及挥发出的Br₂，用氢氧化钠溶液吸收，防止污染大气；
（2）苯与液溴在催化剂的作用下发生反应的同时还能放热，而反应物苯和液溴都易挥发，为减少反应物挥发并提高原料的利用率可以通过温度的控制来实现，只要温度低于二者的沸点就可以了；
（3）①根据溴苯中含有溴，单质溴能与NaOH溶液反应生成NaBr和NaBrO溶于水中，而溴苯不与NaOH溶液反应，也微溶于水，可以通过分液进行分离；
②经过水洗分液分离后得到的粗溴苯，因溴苯微溶于水，故粗溴苯中仍有少量水份，加入的氯化钙有吸水性，可综合考虑氯化钙的作用；
（4）根据因苯与溴苯混溶，分离出的粗溴苯中应含有未反应的苯，分离互溶的液体，利用沸点不同，可采用蒸馏的方法进行分离．

解答 解：（1）苯与液溴反应生成HBr，HBr遇水蒸气形成白雾；苯的卤代反应是放热反应，液溴易挥发，所以尾气中有HBr及挥发出的Br₂，用氢氧化钠溶液吸收，防止污染大气，故答案为：HBr；吸收HBr和Br₂；
（2）根据表中苯和液溴的沸点，选择控制温度，确保温度在二种反应物的沸点之下，则应选择温度为低于59℃，故答案为：C；
（3）溴苯提纯的方法是：先水洗，把可溶物溶解在水中，然后过滤除去未反应的铁屑，再加NaOH溶液，把未反应的Br₂变成NaBr和NaBrO洗到水中，然后加干燥剂，无水氯化钙能干燥溴苯，故答案为：除去HBr和未反应的Br₂；干燥；
（4）反应后得到的溴苯中溶有少量未反应的苯，苯和溴苯互溶，但苯的沸点低，所以采用蒸馏的方法进行分离，溴苯留在母液中，故答案为：苯；C．

点评 本题主要考查了溴苯的制取实验、物质的分离提纯等，清楚制备的原理是解答的关键，题目难度中等．