题目内容
【题目】实验室合成溴苯的装置图及有关数据如下,按下列合成步骤回答:
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)实验装置中,仪器c的名称为__________________,作用为__________。
(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。写出a中发生反应的化学方程式:__________________。
(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 mL 10%的NaOH溶液、10 mL水洗涤。NaOH溶液洗涤的作用__________;
③向分出的粗溴苯中加入少量的无水氯化钙(一种干燥剂),静置、过滤。加入无水氯化钙的目的是__________________。
(4)经以上分离操作后,粗溴苯中还含有的主要杂质为______,要进一步提纯,需进行的操作方法为________。
【答案】球形冷凝管 冷凝回流 HBr 2Fe+3Br2=2FeBr3,+Br2
+HBr 除去未反应的Br2 干燥溴苯 苯 蒸馏
【解析】
本题是利用苯和液溴在三溴化铁作催化剂的条件下,在三颈烧瓶内发生取代反应制备溴苯,反应过程中为防止液溴和苯的挥发,提高原料利用率,用冷凝管进行冷凝回流,同时吸收生成的HBr气体,以防止产生污染;反应后的混合物通过过滤除去多余的铁粉,然后用氢氧化钠溶液洗去没有反应的溴及生成的HBr,经无水氯化钙干燥后,再进行蒸馏分离提纯。
(1)根据仪器结构可知:仪器c是球形冷凝管,使用装置的目的是使挥发的溴和苯经冷凝后重新回到反应容器内,提高原料利用率;
(2)苯与液溴发生取代反应产生溴苯和HBr,反应生成HBr气体遇水蒸气形成白雾;装置a中发生反应的化学方程式为2Fe+3Br2=2FeBr3,+Br2
+HBr;
(3)溴苯提纯的方法是:①先水洗,把可溶物溶解在水中,然后过滤除去未反应的铁屑,②加NaOH溶液,发生反应:2NaOH+Br2=NaBr+NaBrO+H2O,使未反应的Br2变成NaBr和NaBrO进入到水中;
③加无水氯化钙作干燥剂,所以无水氯化钙的作用是干燥溴苯;
(4)经上述干燥后得到的溴苯中溶有少量未反应的苯,苯和溴苯互溶,但二者的沸点不同,相对来说苯的沸点较低,所以采用蒸馏的方法进行分离。
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