Question

18．为探究苯与溴的取代反应，甲用如图装置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）①中长导管的作用是导气，冷凝回流．
（3）要想得到纯净的产物，可用稀NaOH溶液，蒸馏水洗涤．洗涤分离粗产品应使用的最主要仪器是分液漏斗．检验产物已纯净的方法是取少量最后一次洗液，加入稀HNO₃，再加入AgNO₃溶液，溶液不浑浊说明产品已洗净．
（4）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的作用是安全瓶，防止倒吸． 能证明苯和液溴发生的是取代反应，而不是加成反应，那试管b中应加入四氯化碳，试管c中应加入AgNO₃溶液．
（5）比较两套装置，装置Ⅱ的两个优点是①控制反应进行②防止倒吸．

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；
（2）长导管让挥发出来的溴单质冷凝，防止对产物的干扰；
（3）反应生成的硝基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，产物中可能含有溴离子；
（4）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中试剂为四氯化碳，试管c检验溴离子；
（5）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：，
故答案为：2Fe+3Br₂═2FeBr₃；；
（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，冷凝回流；AgNO₃溶液；
（3）反应生成的硝基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，分液使用分液漏斗；产物中可能含有溴离子，溴离子可与硝酸银反应生成溴化银沉淀，
故答案为：分液漏斗；取少量最后一次洗液，加入稀HNO₃，再加入AgNO₃溶液，溶液不浑浊说明产品已洗净；
（4）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，试剂为四氯化碳，试管c检验溴离子，应加入AgNO₃溶液，
故答案为：安全瓶，防止倒吸；四氯化碳；AgNO₃溶液；
（5）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：控制反应进行；防止倒吸．

点评 本题主要考查了苯的性质实验，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．