Question

20．如图为苯和溴的反应改进实验装置．其中A为带支管的试管改制成的反应容器，在其下端开了一个小孔，塞好石棉绒，再加入少量铁屑．

填写下列空白：
（1）向反应容加入溴和苯的混器A中逐滴合液，几秒钟内就发生反应．写出A中所发生有机反应的学化方程式（有机物写结构简式）：，该有机反应的类型为取代反应．
（2）试管C中苯的作用是除去溴化氢中混有的溴蒸汽；反应开始后，观察D试管，看到的现象为石蕊试液变红，导管口有白雾产生；能说明苯与溴发生的是取代反应而不是加成反应的现象为E中有淡黄色的沉淀生成（或者石蕊试液变红）．
（3）反应完毕后，将带支管的试管中的液体倒入盛有冷水的烧杯中，可以观察到烧杯底部有褐色不溶于水的液体，这是因为溴苯中溶解了溴单质；为了除去该杂质，加入一种试剂，反应的离子方程式为2OH^-+Br₂=Br^-+BO^-+H₂O．
（4）在上述整套装置中，具有防倒吸作用的仪器有DEF（填字母）．

Answer 1

分析 根据实验装置图可知，将液溴和苯的混合物滴入有铁粉的石棉网上，在铁粉作催化剂的条件下发生取代反应生成溴化氢和溴苯，反应后的液体流入氢氧化钠溶液，未反应的溴被氢氧化钠吸收，由于苯和溴都是易挥发的物质，所以产生的溴化氢中有溴蒸气和苯，C装置吸收溴蒸气和苯，生成的溴化氢遇到石蕊显红色，遇到硝酸银溶液有浅黄色沉淀产生，尾气溴化氢用氢氧化钠吸收，由于溴化氢易溶于水，所以吸收溴化氢要用防倒吸装置，所以F中用倒置的漏斗，D和E装置中导管在液面上方也是防止倒吸，
（1）苯与液溴在催化剂条件下发生取代反应生成溴苯；
（2）溴易溶于苯，用苯吸收挥发的溴，防止对溴化氢的检验造成干扰；溴化氢易挥发，易溶于水，溶于水电离出氢离子，显酸性，能够使石蕊变红；只有发生取代反应才能生成溴化氢，溴化氢与硝酸银反应生成淡黄色的沉淀；
（3）溴易溶于有机溶剂；氢氧化钠与溴发生反应生成溴化钠和次溴酸钠和水；
（4）倒置漏斗或球形干燥管能防止溶液倒吸．

解答 解：根据实验装置图可知，将液溴和苯的混合物滴入有铁粉的石棉网上，在铁粉作催化剂的条件下发生取代反应生成溴化氢和溴苯，反应后的液体流入氢氧化钠溶液，未反应的溴被氢氧化钠吸收，由于苯和溴都是易挥发的物质，所以产生的溴化氢中有溴蒸气和苯，C装置吸收溴蒸气和苯，生成的溴化氢遇到石蕊显红色，遇到硝酸银溶液有浅黄色沉淀产生，尾气溴化氢用氢氧化钠吸收，由于溴化氢易溶于水，所以吸收溴化氢要用防倒吸装置，所以F中用倒置的漏斗，D和E装置中导管在液面上方也是防止倒吸，
（1）苯与液溴在催化剂条件下发生取代反应，方程式为：；
故答案为：；取代反应；
（2）溴苯中的溴易挥发，溴和四氯化碳都是非极性分子，根据相似相溶原理知，溴易溶于四氯化碳，所以四氯化碳的作用是吸收溴蒸汽；该反应中有溴化氢生成，溴化氢溶于水得到氢溴酸，氢溴酸是酸性物质，能使石蕊试液变红色；氢溴酸能和硝酸银反应生成淡黄色沉淀溴化银，
故答案为：除去溴化氢中混有的溴蒸汽；石蕊试液变红，导管口有白雾产生；E中有淡黄色的沉淀生成（或者石蕊试液变红）；
（3）反应完毕后，将带支管的试管中的液体倒入盛有冷水的烧杯中，可以观察到烧杯底部有褐色不溶于水的液体，这是因为溴易溶于溴苯，氢氧化钠与溴发生反应生成溴化钠和次溴酸钠和水，氢氧化钠与溴反应的离子方程式为：2OH^-+Br₂=Br^-+BO^-+H₂O；
故答案为：溴苯中溶解了溴单质；2OH^-+Br₂=Br^-+BO^-+H₂O；
（4）当两端压力发生压力变化时，液体会产生倒吸现象，DE装置中导气管不插入溶液中可以防止倒吸，倒置的漏斗下口很大，液体上升很小的高度就有很大的体积，上升的液体的本身的压力即可低偿压力的不均衡．因此由于上部还有空气隔离，液体不会倒吸入上端的细管道，所以具有防倒吸作用的仪器有DEF，
故答案为：DEF．

点评 本题考查了苯的取代反应实验，考查的知识点有反应方程式的书写、产物的判断、蒸汽的成分及性质，综合性较强，难度较大，注意苯能和液溴发生取代反应，和溴水不反应．