Question

【題目】德國化學家凱庫勒認為：苯分子是由6個碳原子以單雙鍵相互交替結合而成的環狀結構.為了驗證凱庫勒有關苯環的觀點，甲同學設計了如圖實驗方案。

①按如圖所示的裝置圖連接好各儀器；

②檢驗裝置的氣密性；

③在A中加入適量的苯和液溴的混合液體，再加入少最鐵粉，塞上橡皮塞，打開止水夾K1、K2、K3；

④待C中燒瓶收集滿氣體后，將導管b的下端插入燒杯里的水中，擠壓預先裝有水的膠頭滴管的膠頭，觀察實驗現象。

請回答下列問題。

（1）A中所發生反應的反應方程式為_____，能證明凱庫勒觀點錯誤的實驗現象是_______。

（2）裝置B的作用是________。

（3）C中燒瓶的容積為500mL，收集氣體時，由于空氣未排盡，最終水未充滿燒瓶，假設燒瓶中混合氣體對H2的相對密度為37.9，則實驗結束時，進入燒瓶中的水的體積為_____mL (空氣的平均相對分子質量為29）。

（4）將裝置A 內反應后的液體依次進行下列實驗操作就可得到較純凈的溴苯：

①用蒸餾水洗滌，振蕩，分液；②用5%的NaOH 溶液洗滌，振蕩，分液；③用蒸餾水洗滌，振蕩，分液；④加入無水氯化鈣干燥；⑤____________________ （填操作名稱）。

Answer 1

【答案】 a燒瓶中產生“噴泉”現象 除去未反應的苯蒸汽和溴蒸汽 450 蒸餾

【解析】分析:(1)苯與溴在溴化鐵做催化劑的條件下發生取代反應,生成溴苯和溴化氫;
(2)因為反應放熱,苯和液溴均易揮發,溴的存在干擾檢驗H+和Br-;
(3)根據相對密度進行計算;
(4) 通過蒸餾方法獲得純凈的溴苯。

詳解:(1)苯與溴在溴化鐵做催化劑的條件下生成溴苯和溴化氫,苯分子里的氫原子被溴原子所代替，方程式為:,該反應為取代反應,不是加成反應,所以苯分子中不存在碳碳單雙鍵交替,所以凱庫勒觀點錯誤,生成的溴化氫極易溶于水,所以a燒瓶中產生“噴泉”現象，

因此，本題正確答案是:, a燒瓶中產生“噴泉”現象；
(2)因為反應放熱,苯和液溴均易揮發,苯和溴極易溶于四氯化碳,用四氯化碳除去溴化氫氣體中的溴蒸氣和苯，以防干擾檢驗H+和Br-;
因此，本題正確答案是:除去未反應的苯蒸氣和溴蒸氣；
(3) 燒瓶中混合氣體對H2的相對密度為37.9,故燒瓶中混合氣體的平均分子量為37.9×2=75.8,
設HBr的體積為x，空氣的體積為y，則:81+29=75.8①；x+y=500②；聯立①②計算得出:x=450mL，y=50mL，故進入燒瓶中的水的體積為x=450mL，
因此，本題正確答案是: 450；
(4) 加入無水CaCl2粉末干燥，然后通過蒸餾操作，獲得純凈的溴苯，故答案為：蒸餾。