Question

【題目】德國化學(xué)家凱庫勒認(rèn)為苯分子的結(jié)構(gòu)中，碳碳間以單、雙鍵交替結(jié)合而成環(huán)狀。 為了評價凱庫勒的觀點，某學(xué)生設(shè)計了以下實驗方案：

實驗操作：

①按上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，再加入少量鐵粉，塞上橡皮塞，打開 K1、K2止水夾，關(guān)閉 K3 止水夾；

④待燒瓶 C 中氣體收集滿后，將導(dǎo)管 b 的下端插入燒杯里的水中，關(guān)閉 K2，打開 K3，擠 壓預(yù)先裝有水的膠頭滴管的膠頭，觀察實驗現(xiàn)象。

請回答下列問題：

（1）實驗室可用 MnO2、NaBr 和濃硫酸混合共熱制取單質(zhì)溴，其中 MnO2 作氧化劑。寫 出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：____。

（2）簡述在實驗操作步驟②中檢驗裝置氣密性的方法：_____________________；在實驗過程中觀察到裝置 A 中有微沸現(xiàn)象，原因是_______________________。

（3）當(dāng) C 中觀察到____，可證明凱庫勒觀點是錯誤的，以下 還可證明凱庫勒觀點錯誤的事實是________。

①6 個 C-H 鍵的長度相等

②6個碳碳鍵的長度都相等

③苯的一氯代物只有一種結(jié)構(gòu)

④苯的鄰二氯代物只有一種結(jié)構(gòu)

⑤苯不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色

⑥苯不能使溴的四氯化碳溶液因加成而褪色

A．①②⑤⑥ B．②④⑤⑥ C．全部 D．①②③④⑤

（4）查閱文獻(xiàn)：苯與液溴在 FeBr3 催化下的反應(yīng)機(jī)理共分三步：

請完成第三步反應(yīng)：Ⅲ____。

（5）將裝置 A 內(nèi)反應(yīng)后的液體依次進(jìn)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加人無水氯化鈣干燥；⑤____（填操作名稱）。

Answer 1

【答案】 MnO2 + 2NaBr + 2H2SO4 Br2↑ + MnSO4 + 2H2O + Na2SO4 連接好裝置，將導(dǎo)管 b 下端伸入燒杯水中，打開 K1、K2、K3，用酒精燈微熱燒瓶 A，若燒杯中有氣 泡產(chǎn)生，且停止加熱后導(dǎo)管 b 中形成穩(wěn)定的水柱，則裝置氣密性良好。 反應(yīng)放熱 C 中產(chǎn)生噴泉現(xiàn)象 B ( 蒸餾

【解析】（1）實驗室利用 MnO2、NaBr 和濃硫酸混合共熱制取單質(zhì)溴，其中 MnO2 作氧化劑，其還原產(chǎn)物為MnSO4，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO2+2NaBr+2H2SO4 Br2↑+MnSO4+Na2SO4+2H2O；

（2）檢驗裝置氣密性的方法是 連接好裝置，將導(dǎo)管 b 下端伸入燒杯水中，打開 K1、K2、K3，用酒精燈微熱燒瓶 A，若燒杯中有氣 泡產(chǎn)生，且停止加熱后導(dǎo)管 b 中形成穩(wěn)定的水柱，則裝置氣密性良好； 此反應(yīng)是放熱反應(yīng)，在實驗過程中可觀察到裝置 A中有微沸現(xiàn)象；

（3）苯與溴如果發(fā)生加成反應(yīng)，不會產(chǎn)生溴化氫，不會發(fā)生噴泉實驗；如果發(fā)生取代反應(yīng)，則生成溴化氫，溴化氫易溶于水，能夠發(fā)生噴泉實驗，所以只要發(fā)生噴泉實驗，則證明苯與溴發(fā)生的是取代而不是加成反應(yīng)，證明不含雙鍵，可以證明凱庫勒觀點錯誤；①6 個 C-H 鍵的長度相等，無法說明是否存在單、雙鍵，故①錯誤；②6 個碳碳鍵的長度都相等，說明不存在單、雙鍵，故②正確；③苯的一氯代物只有一種結(jié)構(gòu)，無法說明是否存在單、雙鍵，故③錯誤； ④苯的鄰二氯代物只有一種結(jié)構(gòu)，說明不存在單、雙鍵，故④正確；⑤苯不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，說明不存在單、雙鍵，故⑤正確；⑥苯不能使溴的四氯化碳溶液因加成而褪色，說明不存在單、雙鍵，故⑥正確；故答案為B；

（4）第三步反應(yīng)為溴苯的生成，化學(xué)反應(yīng)為：；

（5）經(jīng)過①至④后得到苯和溴苯的混合液，可利用沸點差異通過蒸餾進(jìn)行分離。