Question

3．为探究苯与溴的取代反应，甲用下图装置Ⅰ进行如下实验：

将一定量的苯和溴放在烧瓶中，同时加入少量铁屑做催化剂，3～5分钟后发现滴有AgNO₃的锥形瓶中有浅黄色的沉淀生成，即证明苯与溴发生了取代反应．
（1）装置Ⅰ中①的化学方程式为2Fe+3Br₂═2FeBr₃，．②中离子方程式为Br^-+Ag⁺═AgBr↓．
（2）①中长导管的作用是导气兼冷凝回流．
（3）烧瓶中生成的红褐色油状液滴的成分是与Br₂，要想得到纯净的产物，可用NaOH溶液试剂洗涤．洗涤后分离粗产品应使用的仪器是分液漏斗．
（4）甲做实验时，乙观察到烧瓶中液体沸腾并有红棕色气体从导管中逸出，提出必须先除去红棕色气体，才能验证锥形瓶中的产物．原因是挥发出的溴蒸气也能与硝酸银溶液反应产生AgBr浅黄色沉淀．
（5）乙同学设计如图所示装置Ⅱ，并用下列某些试剂完成该实验．可选用的试剂是：苯；液溴；浓硫酸；氢氧化钠溶液；硝酸银溶液；四氯化碳．a的作用是防止倒吸安全装置．b中的试剂是苯或四氯化碳．比较两套装置，装置Ⅱ的主要优点是防止倒吸、可以控制反应进行程度．

Answer 1

分析 （1）溴与铁反应生成溴化铁，苯和液溴在溴化铁的催化作用下生成溴苯和溴化氢；溴离子与银离子生成了溴化银沉淀；
（2）长导管让挥发出来的溴单质冷凝，防止对产物的干扰；
（3）反应生成的溴苯和溴互溶呈红褐色油状液滴，可用NaOH溶液试剂洗涤，让反应生成溶于水的物质，再进行分液；
（4）验证先首先要除杂，否则挥发出的溴蒸气也能与硝酸银溶液反应产生AgBr浅黄色沉淀；
（5）支管是短进短出a的作用是防止倒吸安全装置；b中要除去Br₂，b中试剂为苯或四氯化碳，装置Ⅱ的主要优点是①防止倒吸；②可以控制反应进行程度；③避免杂质干扰；④防止污染空气．

解答 解：（1）因溴与铁反应生成溴化铁：2Fe+3Br₂ ═2FeBr₃，苯和液溴在溴化铁的催化作用下生成溴苯和溴化氢：；②中反应的离子方程式为Br^-+Ag⁺═AgBr↓，
故答案为：2Fe+3Br₂═2FeBr₃，；Br^-+Ag⁺═AgBr↓；
（2）反应为放热反应，长导管让挥发出来的溴单质冷凝，防止对产物的干扰，即长导管的作用为导气，冷凝回流，
故答案为：导气兼冷凝回流；
（3）反应生成的溴苯和溴互溶呈红褐色油状液滴，可用NaOH溶液试剂洗涤，让反应生成溶于水的物质，再进行分液，
故答案为：与Br₂；分液漏斗；
（4）验证先首先要除杂，否则挥发出的溴蒸气也能与硝酸银溶液反应产生AgBr浅黄色沉淀，
故答案为：挥发出的溴蒸气也能与硝酸银溶液反应产生AgBr浅黄色沉淀；
（5）从图上信息可知，支管是短进短出a的作用是防止倒吸安全装置．b中要除去Br₂，试剂为苯或四氯化碳．根据以上分析，装置Ⅱ的主要优点是①防止倒吸；②可以控制反应进行程度；③避免杂质干扰；④防止污染空气，
故答案为：防止倒吸安全装置；苯或四氯化碳；防止倒吸、可以控制反应进行程度．

点评 本题主要考查了苯的性质实验，为高频考点，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，掌握反应的原理、各物质的性质以及操作的方法是解题的关键，题目难度中等．