Question

15．溴苯是一种化工原料，可以用溴和苯反应合成．实验室合成溴苯的装置示意图如下：

	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

表为苯、溴和溴苯的相关数据，回答下列问题：
在A中加入30.0mL无水苯和少量铁屑．在B中小心加入8.0mL液态溴．向A中滴加液溴，反应一段时间后，点燃酒精灯加热蒸馏．
①A的容积最适合的是c（填编号）．
a．25mL       b．50mL     c．100mL      d．250mL
②收集溴苯时，应根据C₂（填“C₁”或“C₂”）所显示的温度，其温度应为156℃．
③在反应开始后到收集溴苯之前，应先将F装置连接在D装置后，则用它可吸收承接到的所有物质有Br₂、HBr、C₆H₆（填化学名称）．
④某化学小组设计如下实验方案，证明苯和溴发生的是取代反应而不是加成反应．
第一步：取少量反应后F装置中的溶液于试管中；
第二步：向其中加入过量的稀硝酸；
第三步：继续滴加少量的硝酸银溶液．如果有浅黄色沉淀生成则证明苯和溴发生的是取代反应．
该实验方案不合理（填“合理”或“不合理”），理由是溴可以和NaOH溶液反应生成溴离子，也能产生浅黄色沉淀，无法确定是否生成溴化氢，即无法确定两者发生的是取代反应．

Answer 1

分析 实验室合成溴苯是苯与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；反应方程式为+Br₂$\stackrel{铁粉}{→}$+HBr，苯与液溴反应生成HBr，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，用F倒扣漏斗防止倒吸，该实验方案证明苯和溴发生的是取代反应而不是加成反应不合理，因溴可以和NaOH溶液反应生成溴离子，也能产生浅黄色沉淀．
①根据制取溴苯所加的液体的体积以及溶液的体积一般不超容器的$\frac{2}{3}$，不少于$\frac{1}{3}$来解答，根据反应物的体积，则可用100mL的烧瓶；
②应根据蒸气的温度确定收集馏分；
③苯和溴发生取代反应生成溴化氢，苯、溴和溴化氢都易挥发；
④溴可与氢氧化钠反应生成溴化钠，与硝酸银反应生成溴化银沉淀．

解答 解：①操作过程中，先在A中加入30.0mL无水苯和少量铁屑．在B中小心加入8.0mL液态溴，共约38mL，蒸馏时，制取溴苯所加的液体的体积以及溶液的体积一般不超容器的$\frac{2}{3}$，不少于$\frac{1}{3}$，则可用100mL的烧瓶，
故选：c；
②C₂用于测量溴苯的温度，由溴苯的沸点可知，所显示的温度为156℃，
故答案为：C₂；156℃；
③苯和溴发生取代反应生成溴化氢，苯、溴和溴化氢都易挥发，则在反应开始后到收集溴苯之前，应先将F装置连接在D装置后，用它可承接的物质有溴、溴化氢、苯，
故答案为：Br₂、HBr、C₆H₆；
④溴可与氢氧化钠反应生成溴化钠，与硝酸银反应生成溴化银沉淀，如检验是否生成溴化氢，应先通过苯除去溴，该实验原理不合理，
故答案为：不合理；溴可以和NaOH溶液反应生成溴离子，也能产生浅黄色沉淀，无法确定是否生成溴化氢，即无法确定两者发生的是取代反应．

点评 本题主要考查溴苯的制备，侧重于学生的分析能力、实验能力和元素化合物知识的综合理解和运用的考查，有利于培养学生的良好的科学素养，提高学生学习的积极性，题目难度中等．