Question

7．1，2，3，4-四氢化萘的结构简式如图，分子式是C₁₀H₁₂．常温下为无色液体，有刺激性气味，沸点207℃，不溶于水，是一种优良的溶剂，它与液溴发生反应：C₁₀H₁₂+4Br₂→C₁₀H₈Br₄+4HBr．生成的四溴化萘常温下为固态，不溶于水，有人用四氢化萘、液溴、蒸馏水和纯铁粉为原料，制备少量饱和氢溴酸溶液，实验步骤如下：
①按一定质量比把四氢化萘和水加入适当的容器中，加入少量纯铁粉．
②慢慢滴入液溴，不断搅拌，直到反应完全．
③取下反应容器，补充少量四氢化萘，直到溶液颜色消失．过滤，将滤液倒入分液漏斗，静置．
④分液，得到的“水层”即氢溴酸溶液．回答下列问题：
（1）如右图所示的装置，适合步骤①和②的操作的是D
（2）步骤②中如何判断“反应完全”加入的液溴颜色基本不褪
（3）步骤③中补充少量四氢化萘的目的是除出去过量的Br₂
（4）步骤③中过滤后得到的固体物质是四溴化萘和铁粉．
（5）已知在实验条件下，饱和氢溴酸溶液中氢溴酸的质量分数是66%，如果溴化反应进完全，则步骤①中四氢化萘和水的质量比约是1：1.25（保留小数点后1位）．

Answer 1

分析 本题是利用四氢化萘的性质制备饱和氢溴酸溶液的实验探究，涉及根据反应物液溴和生成物溴化氢易挥发的特点选择反应装置D进行实验，通过滴加的液溴颜色不再褪去判断反应完全，考查了反应后混合物的分离与提纯，并结合产品的质量分数计算原料的配比，建议借助原子守恒进行计算，据此判断解答；
（1）根据①②的操作及使用试剂易挥发的特点判断合理的装置；
（2）液溴是深红褐色，最初滴入到反应容器内立即参与反应而褪色，如果进行完全，滴入的液溴将仍保留在反应容器内；
（3）根据步骤②需要加入了过量的液溴进行判断；
（4）根据四溴化萘常温下为固态和加入铁粉作催化剂考虑；
（5）饱和氢溴酸水溶液中氢溴酸的质量分数是66%，可设溶液的质量为100g，则溶液里HBr的质量为66g，可计算出其物质的量，再结合反应原理可推出四氢化萘的物质的量，从而可计算出四氢化萘与水的质量比．

解答 解：（1）按照步骤①，本实验是把四氢化萘、水和铁粉加入同一容器中反应，所以B不正确．若用A中的装置进行反应，溴蒸气和刺激性气味的四氢化萘都会污染环境，同样C装置在步骤②反应时，也会造成环境污染，所以A、C都不对，故选D装置，
故答案为：D；
（2）伴随反应的进行，最初滴入的红褐色液溴立即褪色，当反应完全后，滴入的液溴颜色不再褪去，
故答案为：加入的液溴颜色基本不褪；
（3）由于步骤②加入了过量的液溴，步骤③中补充少量四氢化萘除掉剩余的溴单质，
故答案为：除出去过量的Br₂；
（4）由于生成的四溴化萘常温下为固态，所以过滤后得到的固体物质是四溴化萘和铁粉，
故答案为：四溴化萘和铁粉；
（5）设溶液的质量为100g，则溶液里HBr的质量为66g，水的质量为34g，HBr的物质的量$\frac{66g}{81g/mol}$=$\frac{22}{27}$mol，根据C₁₀H₁₂+4Br₂?C₁₀H₈Br₄+4HBr可知四氢化萘的物质的量为$\frac{22}{27}$mol÷4=$\frac{11}{54}$mol，质量为$\frac{11}{54}$mol×134g/mol=$\frac{737}{27}$g，则步骤①中四氢化萘和水的质量比约是$\frac{737}{27}$g：34g≈1：1.25，
故答案为：1.25．

点评 本题考查了用四氢化萘、液溴、蒸馏水和纯铁粉为原料，制备少量饱和氢溴酸溶液，涉及了装置的选择、化学方程式的书写及配平，充分考查了学生的分析、理解能力及对所学知识掌握的熟练程度，本题难度中等．