题目内容
【题目】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:按以下合成步骤回答问题:
已知:C6H6(苯)+Br2(溴)→C6H5Br(溴苯)+HBr↑(需要铁粉作催化剂);
液溴、溴化氢均可与氢氧化钠反应;苯、溴苯不与氢氧化钠反应;溴化氢易溶于水。
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 |
(1)仪器c的名称_________。
(2)在a中加入15 mL无水苯和少量铁屑。在b中小心加入4.0 mL 液态溴。向a中滴入几滴溴,有白雾产生,是因为生成了__________气体,继续滴加至液溴滴完。装置d的作用是____________________。
(3)液溴滴完后,经过下列步骤分离提纯:
①向a中加入10 mL水,然后过滤除去未反应的铁屑;
②滤液依次用10 mL水、8 mL10%的NaOH溶液、10 mL水洗涤。NaOH溶液洗涤的作用是_____________________,第二次水洗的目的为________________。
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______。
(4)经过上述分离操作后,粗溴苯中还含有部分杂质,要进一步提纯,选择的装置为___(填入正确选项前的字母)。
(5)在该实验中,a的容积最适合的是________(填入正确选项前的字母)。
A.25 mL B.50 mL C.250 mL D.500 mL
【答案】球形冷凝管HBr防倒吸,吸收HBr、Br2除去HBr和未反应的Br2除去NaOH溶液干燥bB
【解析】
(1)根据仪器构造可知仪器c的名称为球形冷凝管。
(2)苯与液溴反应生成HBr,HBr易挥发,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,即装置d的作用是防倒吸,吸收HBr、Br2;
(3)②制取得到的溴苯中含有未反应的Br2和苯,Br2与NaOH可以发生反应:Br2+2NaOH=NaBr+NaBrO+H2O,产生的物质容易溶于水,所以滤液用8 mL10%的NaOH溶液洗涤的作用是除去HBr和未反应的Br2;由于氢氧化钠过量,所以第二次水洗的目的为除去NaOH溶液。
③氯化钙吸水性强,因此向分出的粗溴苯中加入少量的无水氯化钙,静置、过滤的目的是干燥溴苯;
(4)在蒸馏操作中,温度计的水银球要在蒸馏烧瓶的支管口附近。排除a、d,而在c中使用的是球形冷凝管,容易使产品滞留,使产品不能全部收集到锥形瓶中,因此仪器选择及安装都正确的是b。答案选b;
(5)在a中加入15mL无水苯和少量铁屑。在b中小心加入4.0mL液态溴也要进入仪器a中,还向a中加入10mL水,此时液态物质的体积是15mL+4mL+10mL=29mL,根据液态物质反应时不能超出容器容积的2/3可知,仪器的规格是50mL烧瓶,答案选B。