Question

4．溴苯是一種化工原料，實驗室合成溴苯的裝置示意圖及有關數據如圖：按下列合成步驟回答問題：

	苯	溴	溴苯
密度/g•cm-3	0.88	3.10	1.50
沸點/°C	80	59	156
水中溶解度	微溶	微溶[來	微溶

（1）在a中加入15mL無水苯和少量鐵屑．在b中小心加入4.0mL液態(tài)溴．向a中滴入幾滴溴．回答下列問題：
①裝置c為球形冷凝管，冷凝水的水流方向為下進上出（填“上進下出”或“下進上出”）．
②寫出在a中發(fā)生的化學反應方程式2Fe+3Br₂=2FeBr₃、、C₆H₆+Br₂$\stackrel{FeBr_{3}}{→}$C₆H₅Br+HBr．
③裝置d中NaOH溶液的作用是吸收HBr和Br₂．
（2）液溴滴完后，經過下列步驟分離提純：
Ⅰ向a中加入10mL水，然后過濾除去未反應的鐵屑；
Ⅱ濾液依次用10mL水、8mL10%的NaOH溶液、10mL水洗滌．
Ⅲ向分出的粗溴苯中加入少量的無水氯化鈣，靜置、過濾．
回答下列問題：
①純溴苯為無色油狀液體，而a中得到的粗產品呈褐色，則粗產品中溶解的主要雜質是Br₂（填化學式）．
②用10%的NaOH溶液洗滌的目的是除去溴苯中溶解的雜質，該雜質為Br₂（填化學式）．
③加入氯化鈣的目的是干燥．
（3）經以上分離操作后，粗溴苯中還含有的主要雜質為，要進一步提純，下列操作中必須的是C（填入正確選項前的字母）．
A．重結晶     B．過濾      C．蒸餾      D．萃取
（4）在該實驗中，a的容積最適合的是B（填入正確選項前的字母）．
A.25mL      B.50mL     C.250mL     D.500mL．

Answer 1

分析 （1）①根據采用逆流的冷凝效果好判斷冷凝水的水流方向；
②根據題意，a中有鐵粉、液溴和苯，鐵和溴 反應生成溴化鐵，在溴化鐵作催化劑的條件下，溴與苯反應生成溴苯；
③苯的鹵代反應是放熱反應，液溴易揮發(fā)，所以尾氣中有HBr及揮發(fā)出的Br₂，用氫氧化鈉溶液吸收，防止污染大氣；
（2）①根據制取溴苯的反應可知，粗產品呈褐色，主要是制得的溴苯中含有單質溴；
②單質溴能與NaOH溶液反應生成NaBr和NaBrO溶于水中，而溴苯不與NaOH溶液反應，也微溶于水，可以通過分液進行分離；
③經過水洗分液分離后得到的粗溴苯，因溴苯微溶于水，故粗溴苯中仍有少量水份，加入的氯化鈣有吸水性，可綜合考慮氯化鈣的作用；
（3）根據分離出的粗溴苯中含有未反應的苯，分離互溶的液體，利用沸點不同，可采用蒸餾的方法進行分離；
（4）根據制取溴苯所加的液體的體積以及溶液的體積一般不超容器的$\frac{2}{3}$，不少于$\frac{1}{3}$來解答．

解答 解：（1）①根據采用逆流的冷凝效果好可知，冷凝水的水流方向為下進上出，
故答案為：下進上出；
②根據題意，a中有鐵粉、液溴和苯，鐵和溴 反應生成溴化鐵，在溴化鐵作催化劑的條件下，溴與苯反應生成溴苯，反應的方程式為2Fe+3Br₂=2FeBr₃、C₆H₆+Br₂$\stackrel{FeBr_{3}}{→}$ C₆H₅Br+HBr，
故答案為：2Fe+3Br₂=2FeBr₃、C₆H₆+Br₂$\stackrel{FeBr_{3}}{→}$ C₆H₅Br+HBr；
③苯的鹵代反應是放熱反應，液溴易揮發(fā)，所以尾氣中有HBr及揮發(fā)出的Br₂，用氫氧化鈉溶液吸收，防止污染大氣，所以d的作用是吸收HBr和Br₂，
故答案為：吸收HBr和Br₂；
（2）①根據制取溴苯的反應可知，粗產品呈褐色，主要是制得的溴苯中含有單質溴，
故答案為：Br₂；
②單質溴能與NaOH溶液反應生成NaBr和NaBrO溶于水中，而溴苯不與NaOH溶液反應，也微溶于水，可以通過分液進行分離，所以氫氧化鈉的作用是洗去少量的溴，
故答案為：Br₂；
③經過水洗分液分離后得到的粗溴苯，因溴苯微溶于水，故粗溴苯中仍有少量水份，加入的氯化鈣有吸水性，所以氯化鈣的作用是干燥，
故答案為：干燥；
（3）反應后得到的溴苯中溶有少量未反應的苯，苯和溴苯互溶，但苯的沸點低，所以采用蒸餾的方法進行分離，溴苯留在母液中，
故答案為：苯；C；
（4）操作過程中，先在a中加入15mL無水苯，在b中小心加入4.0mL液態(tài)溴，最后向a中加入10mL水，共約30mL，所以a的容積最適合的是50mL，
故答案為：B．

點評 本題主要考查了溴苯的制取實驗、物質的分離提純等，清楚制備的原理是解答的關鍵，題目難度中等．