题目内容

【题目】溴苯是无色油状液体,具有苯的气味。化工上主要用于溶剂、分析试剂和有机合成等。某化学小组欲利用如图所示的装置通过实验探究:

Ⅰ.苯与液溴发生取代反应:已知:MnO2+2NaBr+2H2SO4Br2↑+MnSO4+Na2SO4+2H2O

(1)仪器X的名称______________ ,实验室制备溴苯的化学方程式为____________________;

这样制取的溴苯中会溶解过量的Br2 ,可以用________洗涤除Br2。

A.Na2SO3溶液 B.H2O C.乙醇溶液 D.NaOH溶液

(2)制取溴苯的实验操作步骤如下:

①连接装置,其接口顺序为(填字母):d接________,________接________,________接c;

②检查装置的气密性;

③C中加入固体药品,滴加浓硫酸,再打开D处开关K,点燃C处酒精灯;将D装置中的铁丝插入混合液中,一段时间后,D中液体沸腾,原因是_____________________;

④关闭C中分液漏斗的旋塞。

(3)A中对广口瓶进行热水浴的目的_________________________________。

(4)若B中有淡黄色沉淀生成,能否确定苯与液溴发生了取代反应?________(答“能”或“否”)解释其中的原因_________________________________;

Ⅱ.探究苯与液溴在催化剂作用下的反应机理。

查阅文献:①Br+有强氧化性,可以和水分子发生氧化还原反应 ②苯与液溴在溴化铁催化下的反应机理共分三步:(填写下列空白)

第一步:Br2+FeBr3Br++FeBr 第二步:

请完成第三步反应:__________________________;该小组将A装置中浓硫酸替换成稀硫酸时实验失败,试从反应机理推测可能的原因是___________________________________。

【答案】球形冷凝管 +Br2+HBr AD a b e f 该反应是放热反应 防止溴蒸气冷凝 否 D中会挥发出少量的Br2,Br2也可以和硝酸银产生淡黄色沉淀 FeBr4-+→FeBr3++HBr 有水的情况下,无法生成Br+

【解析】

c装置发生反应:MnO2+2NaBr+2H2SO4 Br2↑+MnSO4+Na2SO4+2H2O,制备溴单质,为防止溴蒸汽冷凝,在A中对广口瓶进行热水浴,溴蒸汽在D中与苯发生反应:,最后在硝酸银中吸收未反应溴蒸汽和溴化氢,防止污染空气,据此分析作答。

(1)仪器X为球形冷凝管;实验室用苯和溴在催化剂的作用下反应制备溴苯,化学方程式为:;

A.Br2氧化性强,能氧化Na2SO3溶液,生成易溶于水的盐,有利于分液分离,故A正确;

B.Br2易溶于溴苯,而微溶于难水,无法通过分液进行分离,故B错误;

C.乙醇与水混溶,且是良好的有机溶剂,无法分层,不可分液分离,故C错误;

D.Br2能溶于NaOH溶液,生成易溶于水的盐,有利于分液分离,故D正确;

答案为AD;

(2)①溴蒸汽由C制备,由d到a进入热水浴防止冷凝,由c到e进入D中反应,在B中吸收尾气,则顺序为d、a、b、e、f、c;

③C中加入固体药品,C处滴加浓硫酸,再打开D处开关K,点燃C处酒精灯,制得溴蒸汽反应;该反应是放热反应,插入铁丝于混合液中,一段时间后,D中液体沸腾;

(3)为防止Br2蒸气冷凝,A中对广口瓶进行热水浴;

(4)Br2有挥发性,D中会挥发出少量的Br2,Br2也可以和硝酸银产生淡黄色沉淀,故不能确定苯与液溴发生了取代反应;

Ⅱ.第三步反应为溴苯的生成,化学反应为:;将A装置中浓硫酸替换成稀硫酸时实验失败,有水情况下,无法生成Br+。

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