Question

19．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下：

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

按下列合成步驟回答問題：
（1）在a中加入15mL無水苯和少量鐵屑，在b中小心加入4.0mL液態溴，向a中滴入幾滴溴，有白色煙霧產生，是因為生成了HBr氣體，繼續滴加液溴滴完．裝置d的作用是吸收HBr和Br₂；a中發生的化學反應方程式+Br₂$\stackrel{Fe}{→}$+HBr．
（2）液溴滴完后，經過下列步驟分離提純：
①向a中加入10mL水，然后過濾除去未反應的鐵屑；
②濾液依次用10mL水、8mL 10%的NaOH溶液、10mL水洗滌．
NaOH溶液洗滌的作用是除去HBr和未反應的Br₂；
③向分出的粗溴苯中加入少量的無水氯化鈣，靜置、過濾．
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苯，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）苯與液溴反應生成HBr，HBr與水蒸氣結合呈白霧；
液溴都易揮發，而苯的鹵代反應是放熱的，尾氣中有HBr及揮發出的Br₂，用氫氧化鈉溶液吸收，防止污染大氣；
（2）溴苯中含有溴，加NaOH溶液，把未反應的Br₂變成NaBr和NaBrO洗到水中，然后加干燥劑，據此解答；
（3）由分離操作可知，分離出的粗溴苯中含有未反應的苯，分離互溶的液體，根據沸點不同，利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）苯與液溴反應生成HBr，HBr與水蒸氣結合呈白霧；液溴都易揮發，而苯的鹵代反應是放熱的，尾氣中有HBr及揮發出的Br₂，用氫氧化鈉溶液吸收，防止污染大氣，苯與液溴在鐵粉作催化劑的條件下發生取代反應生成溴苯和溴化氫，反應方程式為+Br₂$\stackrel{Fe}{→}$+HBr，
故答案為：HBr；吸收HBr和Br₂；+Br₂$\stackrel{Fe}{→}$+HBr；
（2）溴苯提純的方法是：先水洗，把可溶物溶解在水中，然后過濾除去未反應的鐵屑，再加NaOH溶液，把未反應的Br₂變成NaBr和NaBrO洗到水中．然后加干燥劑，無水氯化鈣能干燥溴苯，
故答案為：除去HBr和未反應的Br₂；干燥；
（3）反應后得到的溴苯中溶有少量未反應的苯．利用沸點不同，苯的沸點小，被蒸餾出，溴苯留在母液中，所以采取蒸餾的方法分離溴苯與苯；
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．