Question

4．如图，实验室用如图所示装置制备溴苯，并验证该反应是取代反应． 
（1）关闭F活塞，打开C活塞，在装有少量苯的三颈烧瓶中由A口加入少量液溴，再加入少量铁屑，塞住A口，反应进行．
（2）D试管内装的是CCl₄，其作用是除去挥发出来的溴．
（3）E试管内装的是硝酸银溶液，E试管内出现的现象为液面上方有白雾，溶液里有淡黄色沉淀生成．
（4）待三颈烧瓶中的反应即将结束时（此时气体明显减少），打开F活塞，关闭C活塞，可以看到的现象是水倒流进三口烧瓶．
（5）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．
 其中加入氢氧化钠反应化学方程式是：Br₂+2NaOH=NaBr+NaBrO+H₂O、HBr+NaOH=NaBr+H₂O
③向分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；
（6）经以上分离操作后，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 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，关闭C打开F时，由于溴化氢极易溶于水，广口瓶中的水会倒吸入三颈烧瓶，
（2）由于反应放热，苯和液溴均易挥发，溴的存在干扰检验H⁺和Br^-；
（3）E试管是用来检验HBr的，可结合溴化氢极易溶解于水，以及溴化氢和硝酸银反应的淡黄色沉淀是溴化银来分析实验现象；
（4）溴化氢极易溶于水，容易发生倒吸；
（5）②三口烧瓶中的溴苯含有少量的溴和溴化氢，可以用NaOH溶液除去；
③向分出的粗溴苯中加入少量的无水氯化钙，可以除去溴苯中少量的水；
（6）苯易溶在溴苯中，且和氢氧化钠溶液不反应，所以粗溴苯中还含有的主要杂质为苯，除去苯可以用蒸馏的方法．

解答 解：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，关闭C打开F时，由于溴化氢极易溶于水，广口瓶中的水会倒吸入三颈烧瓶，
（2）（1）由于反应放热，苯和液溴均易挥发，苯和溴极易溶于四氯化碳，用四氯化碳（CCl₄）除去溴化氢气体中的溴蒸气和苯，以防干扰检验H⁺和Br^-，
故答案为：CCl₄；除去挥发出来的溴；
（3）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，液面上方会看到白雾，同时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，故答案为：硝酸银溶液；液面上方有白雾，溶液里有淡黄色沉淀生成；
（4）由于溴化氢极易溶于水，所以待三颈烧瓶中的反应进行到仍有气泡冒出时松开F夹，关闭C夹，可以看到的现象是与F相连的广口瓶中水流入三颈烧瓶，
故答案为：水倒流进三口烧瓶；
（5）②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，故答案为：Br₂+2NaOH=NaBr+NaBrO+H₂O、HBr+NaOH=NaBr+H₂O；
③氯化钙是常用的干燥剂，起干燥作用，故答案为：干燥；
（6）苯易溶在溴苯中，且和氢氧化钠溶液不反应，所以粗溴苯中还含有的主要杂质为苯，二者的沸点相差较大，蒸馏即可分离，故选C，故答案为：苯；C．

点评 该题是高考中的常见题型，属于中等难度的试题，试题综合性强，难易适中．在注重对学生基础性知识考查和训练的同时，侧重对学生能力的培养和解题方法的指导与训练，有利于培养学生的严谨规范的实验设计能力，也有利于提高学生的学科素养．