Question

【題目】為探究苯與溴的取代反應，甲同學用裝置I進行如下實驗：

將一定量的苯和溴放在燒瓶中，同時加入少量鐵屑做催化劑，3-5分鐘后發現滴有AgNO3的錐形瓶中有淺黃色沉淀生成，即證明苯與溴發生了取代反應。

（1）裝置I中①的化學方程式為____________________。

（2）①中長導管的作用是____________________。

（3）要得到純凈的產物，可用稀NaOH溶液、蒸餾水洗滌。洗滌分離粗產品后，檢驗產物已洗凈的方法是_____________________。

（4）乙同學設計如圖所示裝置II，并用下列某些試劑完成該實驗。可選用的試劑是：苯、液溴、濃硫酸、氫氧化鈉溶液、硝酸銀溶液、四氯化碳。

a的作用是________________。能證明苯和液溴發生的是取代反應，而不是加成反應，則試管b中應加入_______________，試管c中應加入________________。

（5）比較兩套裝置，裝置Ⅱ的兩個優點是：①__________________②____________________。

Answer 1

【答案】2Fe+3Br2═2FeBr3、 導氣、冷凝回流 取少量最后一次洗滌液，加入稀HNO3，再加入AgNO3溶液，溶液不渾濁說明產品已洗凈 安全瓶，防止倒吸 四氯化碳 AgNO3溶液 可以防止倒吸 可以避免雜質干擾（或防止尾氣污染空氣）

【解析】

(1)溴與鐵反應生成溴化鐵，苯和液溴在溴化鐵的催化作用下生成溴苯和溴化氫；

(2)長導管讓揮發出來的溴單質冷凝，防止對產物的干擾；

(3)反應生成的溴苯中混有溴，可用NaOH溶液洗滌，因此產物中可能含有溴離子，只要檢驗是否存在溴離子即可；

(4)根據a中導管短進短出，結合生成物的性質分析解答；要證明苯和液溴發生的是取代反應，而不是加成反應，需要除去揮發出來的Br2，再檢驗有無溴化氫生成；

(5)根據裝置Ⅱ中含有安全瓶、氣球、裝置b、鐵絲可以上下移動等分析解答。

(1)因溴與鐵反應生成溴化鐵：2Fe+3Br2═2FeBr3，苯和液溴在溴化鐵的催化作用下生成溴苯和溴化氫：，故答案為：2Fe+3Br2═2FeBr3；；

(2)反應為放熱反應，長導管讓揮發出來的溴和苯的蒸氣冷凝，即長導管的作用為導氣，冷凝回流，故答案為：導氣、冷凝回流；

(3) 反應生成的溴苯中混有溴，可先后用NaOH溶液、蒸餾水進行洗滌，因此洗滌液中可能含有溴離子，溴離子可與硝酸銀反應生成溴化銀沉淀，因此檢驗產物已洗凈的方法為：取少量最后一次洗滌液，加入稀HNO3，再加入AgNO3溶液，溶液不渾濁說明產品已洗凈，故答案為：取少量最后一次洗滌液，加入稀HNO3，再加入AgNO3溶液，溶液不渾濁說明產品已洗凈；

(4)從圖上信息可知，導氣管是短進短出的a的作用是防止倒吸，是一個安全裝置，因為生成的溴化氫極易溶于水；要證明苯和液溴發生的是取代反應，而不是加成反應，需要除去揮發出來的Br2，可以選用四氯化碳洗氣，再在試管c中檢驗溴離子，可以選用AgNO3溶液檢驗，故答案為：安全瓶，防止倒吸；四氯化碳；AgNO3溶液；

(5)根據以上分析，裝置Ⅱ的主要優點有：①有安全瓶，可以防止倒吸；②存在洗氣裝置，可以避免雜質干擾；③裝置II中有氣球收集尾氣，防止尾氣污染空氣，故答案為：可以防止倒吸；可以避免雜質干擾(或防止尾氣污染空氣)。