Question

【題目】溴苯是無色油狀液體，具有苯的氣味。化工上主要用于溶劑、分析試劑和有機合成等。某化學小組欲利用如圖所示的裝置通過實驗探究：

Ⅰ.苯與液溴發生取代反應：已知：MnO2＋2NaBr＋2H2SO4Br2↑＋MnSO4＋Na2SO4＋2H2O

(1)儀器X的名稱______________ ，實驗室制備溴苯的化學方程式為____________________；

這樣制取的溴苯中會溶解過量的Br2 ，可以用________洗滌除Br2。

A．Na2SO3溶液 B．H2O C．乙醇溶液 D．NaOH溶液

(2)制取溴苯的實驗操作步驟如下：

①連接裝置，其接口順序為(填字母)：d接________，________接________，________接c；

②檢查裝置的氣密性；

③C中加入固體藥品，滴加濃硫酸，再打開D處開關K，點燃C處酒精燈；將D裝置中的鐵絲插入混合液中，一段時間后，D中液體沸騰，原因是_____________________；

④關閉C中分液漏斗的旋塞。

(3)A中對廣口瓶進行熱水浴的目的_________________________________。

(4)若B中有淡黃色沉淀生成，能否確定苯與液溴發生了取代反應？________(答“能”或“否”)解釋其中的原因_________________________________；

Ⅱ.探究苯與液溴在催化劑作用下的反應機理。

查閱文獻：①Br＋有強氧化性，可以和水分子發生氧化還原反應　②苯與液溴在溴化鐵催化下的反應機理共分三步：(填寫下列空白)

第一步：Br2＋FeBr3Br＋＋FeBr 第二步：

請完成第三步反應：__________________________；該小組將A裝置中濃硫酸替換成稀硫酸時實驗失敗，試從反應機理推測可能的原因是___________________________________。

Answer 1

【答案】球形冷凝管 ＋Br2＋HBr AD a b e f 該反應是放熱反應 防止溴蒸氣冷凝 否 D中會揮發出少量的Br2，Br2也可以和硝酸銀產生淡黃色沉淀 FeBr4-＋→FeBr3＋＋HBr 有水的情況下，無法生成Br+

【解析】

c裝置發生反應：MnO2+2NaBr+2H2SO4 Br2↑+MnSO4+Na2SO4+2H2O，制備溴單質，為防止溴蒸汽冷凝，在A中對廣口瓶進行熱水浴，溴蒸汽在D中與苯發生反應：，最后在硝酸銀中吸收未反應溴蒸汽和溴化氫，防止污染空氣，據此分析作答。

(1)儀器X為球形冷凝管；實驗室用苯和溴在催化劑的作用下反應制備溴苯，化學方程式為：；

A．Br2氧化性強，能氧化Na2SO3溶液，生成易溶于水的鹽，有利于分液分離，故A正確；

B．Br2易溶于溴苯，而微溶于難水，無法通過分液進行分離，故B錯誤；

C．乙醇與水混溶，且是良好的有機溶劑，無法分層，不可分液分離，故C錯誤；

D．Br2能溶于NaOH溶液，生成易溶于水的鹽，有利于分液分離，故D正確；

答案為AD；

(2)①溴蒸汽由C制備，由d到a進入熱水浴防止冷凝，由c到e進入D中反應，在B中吸收尾氣，則順序為d、a、b、e、f、c；

③C中加入固體藥品，C處滴加濃硫酸，再打開D處開關K，點燃C處酒精燈，制得溴蒸汽反應；該反應是放熱反應，插入鐵絲于混合液中，一段時間后，D中液體沸騰；

(3)為防止Br2蒸氣冷凝，A中對廣口瓶進行熱水浴；

(4)Br2有揮發性，D中會揮發出少量的Br2，Br2也可以和硝酸銀產生淡黃色沉淀，故不能確定苯與液溴發生了取代反應；

Ⅱ．第三步反應為溴苯的生成，化學反應為：；將A裝置中濃硫酸替換成稀硫酸時實驗失敗，有水情況下，無法生成Br+。