Question

3．按如圖所示的裝置和以下實(shí)驗(yàn)步驟，可以制取少量的溴苯和溴乙烷．已知乙醇在一定條件下與氫溴酸反應(yīng)可制備溴乙烷：
C₂H₅OH+HBr→C₂H₅Br+H₂O
主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：①連接好裝置，檢查裝置的氣密性；②向燒瓶中加入一定量的苯和液溴．向錐形瓶中加入乙醇和濃H₂SO₄的混合液至稍高于進(jìn)氣導(dǎo)管口處；③將A裝置中的純鐵絲小心向下插入混合液中；④點(diǎn)燃B裝置中的酒精燈，用小火緩緩對(duì)錐形瓶加熱10min．
請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />（1）寫出制取溴苯的化學(xué)方程式：C₆H₆+Br₂$\stackrel{Fe}{→}$C₆H₅Br+HBr．
（2）步驟③中觀察到的現(xiàn)象是：劇烈反應(yīng)，瓶上方有紅棕色氣體產(chǎn)生．
（3）C裝置中U形管內(nèi)部用蒸餾水封住管底的作用是：一是溶解溴化氫、二是液封（防止產(chǎn)物及溴化氫揮發(fā)）．
（4）反應(yīng)完畢后，U形管內(nèi)的現(xiàn)象是：U形管中蒸餾水底部有無(wú)色油狀液體．分離溴乙烷時(shí)所用的最主要儀器的名稱是（只填一種）分液漏斗．
（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)束，從燒瓶的混合物中分離出粗制黃色的溴苯，產(chǎn)生黃色的原因是其中含有Br₂（填化學(xué)式）．欲得到無(wú)色的溴苯的方法是用NaOH溶液洗滌分液（填試劑和操作名稱）．

Answer 1

分析 （1）純鐵絲和溴反應(yīng)生成三溴化鐵，三溴化鐵與苯作用，生成溴苯和鐵，鐵作催化劑，苯和液溴反應(yīng)生成溴苯和溴化氫，據(jù)此書寫方程式；
（2）苯與液溴發(fā)生取代反應(yīng)，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溴和苯在燒瓶中變成蒸氣；
（3）CH₃CH₂Br難溶于水，水可以阻止物質(zhì)的溢出，起到水封的作用，C裝置中U形管內(nèi)部用蒸餾水封住管底可溶解吸收HBr，防止HBr及CH₃CH₂Br逸出；
（4）反應(yīng)完畢，U形管內(nèi)會(huì)發(fā)生液體分層現(xiàn)象；分液用到分液漏斗；
（5）常溫下，氫氧化鈉可以和溴單質(zhì)反應(yīng)生成溴化鈉、次溴酸鈉的水溶液，和溴苯不互溶，不反應(yīng)，欲得到無(wú)色的溴苯的方法是用NaOH溶液洗滌分液．

解答 解：（1）將A裝置中的純鐵絲小心向下插入混合液中，鐵和溴反應(yīng)生成三溴化鐵，2Fe+3Br₂=2FeBr₃，三溴化鐵與苯作用，生成溴苯和鐵，同時(shí)有溴化氫生成，鐵作催化劑，所以制備溴苯的化學(xué)反應(yīng)方程式為：C₆H₆+Br₂$\stackrel{Fe}{→}$C₆H₅Br+HBr，
故答案為：C₆H₆+Br₂$\stackrel{Fe}{→}$C₆H₅Br+HBr；
（2）苯和液溴在鐵粉催化作用下發(fā)生取代反應(yīng)生成溴苯和溴化氫，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)且反應(yīng)劇烈，苯和溴單質(zhì)沸點(diǎn)低，易揮發(fā)，溴蒸氣為紅棕色，所以步驟③中觀察到的現(xiàn)象是：劇烈反應(yīng)，瓶上方有紅棕色氣體產(chǎn)生，
故答案為：劇烈反應(yīng)，瓶上方有紅棕色氣體產(chǎn)生；
（3）CH₃CH₂Br難溶于水，溴化氫極易溶于水，形成的氫溴酸是強(qiáng)酸，U形管內(nèi)的蒸餾水用來(lái)溶解吸收HBr，防止HBr及CH₃CH₂Br逸出，
故答案為：一是溶解溴化氫、二是液封（防止產(chǎn)物及溴化氫揮發(fā)）；
（4）溴乙烷是一種無(wú)色的油狀液體物質(zhì)，和水是互不相溶的，反應(yīng)完畢，U形管內(nèi)會(huì)發(fā)生液體分層現(xiàn)象，上層為水層，下層為無(wú)色油狀液體（溴乙烷），可以采用分液的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的分離，最主要儀器為分液漏斗，
故答案為：U形管中蒸餾水底部有無(wú)色油狀液體；分液漏斗；
（5）過(guò)量的溴溶解在溴苯中而使溴苯顯黃色，常溫下，氫氧化鈉可以和溴單質(zhì)反應(yīng)，和溴苯不互溶，不反應(yīng)，欲得到無(wú)色的溴苯可用NaOH溶液洗滌：2NaOH+Br₂═NaBr+NaBrO+H₂O，再用分液的方法分離，
故答案為：Br₂；用NaOH溶液洗滌分液．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了苯的性質(zhì)、溴苯和溴乙烷的制備，把握反應(yīng)原理、實(shí)驗(yàn)裝置的作用、現(xiàn)象與結(jié)論的分析等為解答的關(guān)鍵，平時(shí)須注意積累相關(guān)反應(yīng)知識(shí)，側(cè)重分析與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，題目難度中等．