题目内容

13.某同学用下图所示装置制取溴苯和溴乙烷.
已知:溴乙烷为无色液体,难溶于水,沸点为38.4℃,熔点为-119℃.

主要实验步骤如下:
①组装好装置,检查其气密性.
②向烧瓶中加入一定量苯和液溴,向锥形瓶中加入乙醇至稍高于进气导管口处,向U型管中加入蒸馏水封住管底,向水槽中加入冰水.
③将A装置中的纯铁丝小心向下插入苯和液溴的混合液中.
④点燃B装置中的酒精灯,用小火缓缓对锥形瓶加热10分钟.
请填写下列空白:
(1)请写出A装置中所发生的A:+Br2$\stackrel{Fe}{→}$+HBr.
(2)简述步骤①检验装置气密性的具体做法(不包括D)组装好装置后,在U型右边导管口连接一个管带有胶管的玻璃导管,将导管放入水面下,加热烧瓶,若导管口处有气泡产生,停止加热后导管内有一段水柱产生,证明装置的气密性良好.
(3)C装置中U型管内部用蒸馏水封住管底的作用是溶解吸收溴化氢气体,防止溴化氢及产物逸出污染环境.
(4)反应完毕后,U型管内液体分层,溴乙烷在下(填:上或下)层.
(5)为证明溴和苯的上述反应是取代反应而不是加成反应,该学生用装置D代替装置B、C直接与A相连重新操作实验.
①装置D的锥形瓶中,小试管内的液体是苯(或四氯化碳)(任填一种符合题意试剂的名称),其主要作用是吸收挥发出来的溴蒸气.
②反应后向锥形瓶中滴加(任填一种符合题意试剂的名称)硝酸银溶液(或紫色石蕊试液),若证明该反应为取代反应有淡黄色沉淀产生(或紫色石蕊试液变红).

分析 (1)苯在铁做催化剂时可以和溴发生取代反应获得溴苯;
(2)根据压强差产生气泡判断装置气密性;
(3)氢溴酸是强酸,水可以阻止物质的溢出,起到水封的作用;
(4)溴乙烷的密度大于水;
(5)由图可知,A中发生+Br2$\stackrel{Fe}{→}$+HBr,装置D的锥形瓶中小试管内苯(或四氯化碳)吸收溴,锥形瓶内的液体为水,吸收HBr气体,然后滴加硝酸银检验溴离子.

解答 解:(1)苯在铁做催化剂时可以和溴发生取代反应获得溴苯,发生反应的原理方程式为:+Br2$\stackrel{Fe}{→}$+HBr,
故答案为:+Br2$\stackrel{Fe}{→}$+HBr;
(2)步骤①中检验装置气密性的具体做法是组装好装置后,在U型右边导管口连接一个管带有胶管的玻璃导管,将导管放入水面下,加热烧瓶,若导管口处有气泡产生,停止加热后导管内有一段水柱产生,证明装置的气密性良好,
故答案为:组装好装置后,在U型右边导管口连接一个管带有胶管的玻璃导管,将导管放入水面下,加热烧瓶,若导管口处有气泡产生,停止加热后导管内有一段水柱产生,证明装置的气密性良好;
(3)溴化氢极易溶于水,形成的氢溴酸是强酸,水可以阻止易挥发物质HBr的溢出,起到水封的作用,
故答案为:溶解吸收溴化氢气体,防止溴化氢及产物逸出污染环境;
(4)溴乙烷的密度大于水,所以反应完毕后,U型管内液体分层,溴乙烷在下层,
故答案为:下;
若发生加反应不生成副产物,若发生取代反应生成HBr,
(5)由图可知,A中发生+Br2$\stackrel{Fe}{→}$+HBr,装置D的锥形瓶中小试管内苯(或四氯化碳)吸收溴,锥形瓶内的液体为水,吸收HBr气体,然后滴加硝酸银检验溴离子,所以①装置D的锥形瓶中,小试管内的液体是 CCl4,其主要作用是吸收挥发出来的溴蒸气,②反应后向锥形瓶中滴加 硝酸银溶液(或紫色石蕊试液),若 硝酸银溶液(或紫色石蕊试液)证明该反应为取代反应,
故答案为:苯(或四氯化碳);吸收挥发出来的溴蒸气;硝酸银溶液(或紫色石蕊试液);有淡黄色沉淀产生(或紫色石蕊试液变红).

点评 本题考查了溴苯和溴乙烷的制取,这是一个综合性较强的实验题,连续制备两种产品溴苯和溴乙烷,需要根据题意及装置图示,联系所学知识合理分析完成,本题难度中等.

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