Question

10．某化学小组欲通过实验探究：I．苯与液溴发生取代反应；Ⅱ．苯与液溴在催化剂作用下的反应机理．所用装罝如图所示．

已知：MnO₂+2NaBr+2H₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Br₂↑+MnSO₄+Na₂SO₄+2H₂O
（1）实验室制备溴苯的化学方程式为；仪器X的名称为球形冷凝管．
（2）制取溴苯的实验操作步骤如下：
①连接装罝，其接口顺序为（填字母）：d接a，b接e，f接c；
②检査装置气密性；
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；插入铁丝于混合液中，一段时间后，D中液体沸腾，原因是该反应是放热反应；
④关闭C中活塞．
（3）A中对广口瓶进行热水浴的目的是防止Br₂蒸气冷凝．
（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？否（答“能”或“否”）．
（5）査阅文献：苯与液溴在FeBr₃催化下的反应机理共分三步：
I  Br₂+FeBr₃?Br⁺+FeBr^4-
ⅡBr⁺+?
①请完成第三步反应：Ⅲ；
②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原因是有水情况下，无法生成Br⁺．

Answer 1

分析 c装置发生反应：MnO₂+2NaBr+2H₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$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）实验室用苯和溴在催化剂的作用下反应制备溴苯；
（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；
②C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；根据该反应是放热反应分析；
（3）为防止Br₂蒸气冷凝，A中对广口瓶进行热水浴；
（4）溴蒸汽可与硝酸银反应生成沉淀，B中有淡黄色沉淀生成，不能确定苯与液溴发生了取代反应；
（5））①第三步反应为溴苯的生成，化学反应为：；
②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⁺．

解答 解：（1）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：；仪器X为球形冷凝管；
故答案为：；球形冷凝管；
（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；
故答案为：a；b；e；f；
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；
故答案为：C处滴加浓硫酸；该反应是放热反应；
（3）为防止Br₂蒸气冷凝，A中对广口瓶进行热水浴；
故答案为：防止Br₂蒸气冷凝；
（4）溴蒸汽可与硝酸银反应生成沉淀；
故答案为：否；
（5）①第三步反应为溴苯的生成，化学反应为：；
故答案为：；
②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⁺；
故答案为：有水情况下，无法生成Br⁺．

点评 本题主要考查了溴苯的制备，学生知识综合应用、根据实验目的及物质的性质进行排列顺、实验基本操作能力及实验方案设计能力，综合性较强，注意把握物质性质以及对题目信息的获取于使用，难度中等．