题目内容

6.1,2,3,4-四氢化萘的结构简式是,分子式是C10H12.常温下为无色液体,有刺激性气味,沸点207℃,不溶于水,是一种优良的溶剂,它与液溴发生反应:C10H12+4Br2?C10H8Br4+4HBr.生成的四溴化萘常温下为固态,不溶于水.有人用四氢化萘、液溴、蒸馏水和纯铁粉为原料,制备少量饱和氢溴酸溶液,实验步骤如下:
①按一定质量比把四氢化萘和水加入适当的容器中,加入少量纯铁粉.
②慢慢滴入液溴,不断搅拌,直到反应完全.
③取下反应容器,补充少量四氢化萘,直到溶液颜色消失.过滤,将滤液倒入分液漏斗,静置.
④分液,得到的“水层”即氢溴酸溶液.
回答下列问题:
(1)如图示意图中的装置,适合步骤①和②操作的是D.
(2)步骤②中如何判断“反应完全”加入的液溴颜色基本不褪.
(3)步骤③中补充少量四氢化萘的目的是除出去过量的Br2.
(4)步骤③中过滤后得到的固体物质是四溴化萘、铁粉.
(5)已知在实验条件下,饱和氢溴酸水溶液中氢溴酸的质量分数是66%,如果溴
化反应进行完成,则步骤①中四氢化萘和水的质量比约是1:1.3(保留小数点后1位).

分析 本题是利用四氢化萘的性质制备饱和氢溴酸溶液的实验探究,涉及根据反应物液溴和生成物溴化氢易挥发的特点选择反应装置D进行实验,通过滴加的液溴颜色不再褪去判断反应完全,考查了反应后混合物的分离与提纯,并结合产品的质量分数计算原料的配比,建议借助原子守恒进行计算,据此判断解答;
(1)根据①②的操作及使用试剂易挥发的特点判断合理的装置;
(2)液溴是深红褐色,最初滴入到反应容器内立即参与反应而褪色,如果进行完全,滴入的液溴将仍保留在反应容器内;
(3)根据步骤②需要加入了过量的液溴进行判断;
(4)根据四溴化萘常温下为固态和加入铁粉作催化剂考虑;
(5)饱和氢溴酸水溶液中氢溴酸的质量分数是66%,可设溶液的质量为100g,则溶液里HBr的质量为66g,可计算出其物质的量,再结合反应原理可推出四氢化萘的物质的量,从而可计算出四氢化萘与水的质量比.

解答 解:(1)按照步骤①,本实验是把四氢化萘、水和铁粉加入同一容器中反应,所以B不正确.若用A中的装置进行反应,溴蒸气和刺激性气味的四氢化萘都会污染环境,同样C装置在步骤②反应时,也会造成环境污染,所以A、C都不对,故选D装置,故答案为:D;
(2)伴随反应的进行,最初滴入的红褐色液溴立即褪色,当反应完全后,滴入的液溴颜色不再褪去,故答案为:加入的液溴颜色基本不褪;
(3)由于步骤②加入了过量的液溴,步骤③中补充少量四氢化萘除掉剩余的溴单质,故答案为:除出去过量的Br2;
(4)由于生成的四溴化萘常温下为固态,所以过滤后得到的固体物质是四溴化萘和铁粉,故答案为:四溴化萘和铁粉;
(5)设溶液的质量为100g,则溶液里HBr的质量为66g,水的质量为34g,HBr的物质的量$\frac{66g}{81g/mol}$=$\frac{22}{27}$mol,根据C10H12+4Br2?C10H8Br4+4HBr可知四氢化萘的物质的量为$\frac{22}{27}$mol÷4=$\frac{11}{54}$mol,质量为$\frac{11}{54}$mol×134g/mol=$\frac{737}{27}$g,则步骤①中四氢化萘和水的质量比约是$\frac{737}{27}$g:36g≈1:1.3,故答案为:1.3.

点评 本题考查了用四氢化萘、液溴、蒸馏水和纯铁粉为原料,制备少量饱和氢溴酸溶液,涉及了装置的选择、化学方程式的书写及配平,充分考查了学生的分析、理解能力及对所学知识掌握的熟练程度,本题难度中等.

练习册系列答案
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