题目内容

20． 溴苯是一种化工原料，实验室合成溴苯及检验溴与苯发生了取代反应的装置示意图及有关数据如下：
回答下列问题：
（1）仪器d的名称球形冷凝管．
（2）在a中加入15mL苯和少量铁屑．b中加入4.0mL液态溴．为了验证苯与溴发生了取代反应，则B锥形瓶中应加入的试剂名称是AgNO3溶液（或石蕊试液），通过b向a中滴入液溴时，B锥形瓶中有白雾产生，这是因为生产了HBr气体；同时还可观察到有浅黄色沉淀生成（或溶液变红）的现象，CCl4的作用除去HBr中混有的溴蒸气．
（3）液溴滴完后，经过下列步骤分离提纯：
①通过c向a中加入10mL水，然后过滤除去未反应的铁屑；加水的作用溶解HBr．
②滤液依次用10mL水、8mL10%的NaOH溶液、10mL水洗涤后静置分液．第二次用水洗涤的作用是洗去残留的NaOH及生成的盐；分液时B（填序号）．
A．直接将溴苯从分液漏斗上口倒出
B．直接将溴苯从分液漏斗下口放出
C．先将水层从分液漏斗的下口放出，再将溴苯从下口放出
D．先将水层从分液漏斗的下口放出，再将溴苯从上口倒出
（4）经以上分离操作后，通过蒸馏进一步提纯粗溴苯的过程中不需要用到的仪器有CD（填正确答案标号）．
A．蒸馏烧瓶　　　　B．温度计　　　C．吸滤瓶　　　D．球形冷凝管    E．接收器
（5）粗溴苯经分离提纯后得纯溴苯为3.9g，则溴苯产率是32%（取整数）．
项目苯溴溴苯
密度/g•cm-30.883.101.50
沸点/°C8059156
水中溶解度微溶微溶微溶

分析 （1）根据d的构造可知，d为球形冷凝管；
（2）证明发生取代反应，只要证明溶液中有溴化氢生成即可，可以用硝酸银溶液或石蕊试液检验；苯与液溴反应生成HBr，HBr与水蒸气结合呈白雾；溴易溶于有机溶剂，用四氯化碳可以除去溴化氢中混有的溴单质；
（3）①a中有生成的溴化氢，溴化氢易溶于水，不溶于有机溶剂，加入水可以溶解溴化氢；
②用氢氧化钠洗去溶解少量酸，水洗除去未反应的NaOH及生成的盐；生成的溴苯密度大于水，则分液操作时，直接从分液漏斗下端放出即可；
（4）根据蒸馏操作方法判断需要使用的仪器；
（5）分别根据反应物的体积、密度计算出质量，再计算出苯和溴的物质的量，然后判断过量情况，根据不足量计算出理论上生成溴苯的物质的量，再根据m=nM计算出溴苯的质量，最后计算出溴苯的产率．

解答 解：（1）d为球形冷凝管，起到了冷凝作用，
故答案为：球形冷凝管；
（2）为了验证苯与溴发生了取代反应，可以向锥形瓶中加入AgNO3溶液（或石蕊试液），若有浅黄色沉淀生成（或溶液变红），则说明反应中有溴化氢生成，发生了取代反应；反应生成的溴化氢遇到水蒸气会出现白雾；溴易溶于四氯化碳，用四氯化碳溶液可除去HBr中混有的溴蒸汽，
故答案为：AgNO3溶液（或石蕊试液）；HBr；有浅黄色沉淀生成（或溶液变红）；除去HBr中混有的溴蒸汽；
（3）①通过c向a中加入10mL水的目的是溶解a中生成的溴化氢，
故答案为：溶解HBr；
②先用水洗除去浓硫酸、硝酸，再用氢氧化钠除去溶解的少量酸，最后水洗除去未反应的NaOH及生成的盐；溴苯的密度大于水溶液，则分液操作时直接将溴苯从分液漏斗下口放出，所以B正确，
故答案为：洗去残留的NaOH及生成的盐；B；
（4）通过蒸馏进一步提纯粗溴苯的过程中，需要使用温度计、蒸馏烧瓶、接收器，不需要使用冷凝管和吸滤瓶，所以CD正确，
故答案为：CD；
（5）15mL苯的质量为：0.88g/mL×15=13.2g，其物质的量为：$\frac{13.2g}{78g/mol}$=0.169mol，
4.0mL液溴的质量为：3.10g/mL×4.0mL=12.4g，其物质的量为：$\frac{12.4g}{160g/mol}$=0.0775mol，
显然溴不足，理论上生成溴苯的物质的量为：0.0775mol，生成溴苯的质量为：157g/mol×0.0775mol≈12.17g，
溴苯的产率为：$\frac{3.9g}{12.17g}$×100%=32%，
故答案为：32%．

点评 本题考查了物质制备方案的设计，题目难度中等，涉及仪器名称、化学实验基本操作方法、化学计算等知识，试题知识点较多、综合性较强，充分考查了学生的化学实验、化学计算能力．

练习册系列答案
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