Question

10．某同學用如圖所示裝置制取溴苯和溴乙烷．已知溴乙烷為無色液體，難溶于水，沸點為38.4℃，熔點為-119℃，密度為1.46g•cm^-3．

主要實驗步驟如下：
①檢查裝置的氣密性后，向燒瓶中加入一定量的苯和液溴．
②向錐形瓶中加入乙醇和濃H₂SO₄的混合液至稍高于進氣導管口處．
③將A裝置中的純鐵絲小心向下插入混合液中．
④點燃B裝置中的酒精燈，用小火緩緩對錐形瓶加熱10min．
請填寫下列空白：
（1）A中制取溴苯的化學方程式+Br₂$\stackrel{Fe}{→}$+HBr．
（2）導管a的作用是導氣、冷凝、回流．
（3）C裝置中U形管內部用蒸餾水封住管底的作用是溶解吸收溴化氫氣體，防止溴化氫及產物逸出污染環境．
（4）反應完畢后，分離U形管內溴乙烷所用的最主要儀器的名稱是（只填一種）分液漏斗．
（5）步驟④中能否用大火加熱，理由是不能，易發生副反應生成乙醚、乙烯等．
（6）為證明溴和苯的上述反應是取代反應而不是加成反應，該同學用裝置D代替裝置B、C直接與A相連重新操作實驗．D中小試管內CCl₄作用吸收HBr中混有的Br₂；還需使用的試劑是硝酸銀溶液（或硝酸銀溶液和稀硝酸）．

Answer 1

分析 （1）苯在鐵做催化劑時可以和溴發生取代反應獲得溴苯；
（2）苯和溴都是易揮發的物質，導管a起導氣，兼起苯與溴蒸氣的冷凝和回流作用，減少反應物的損失；
（3）氫溴酸是強酸，水可以阻止物質的溢出，起到水封的作用；
（4）反應完畢后，分離U形管內有溴乙烷和蒸餾水，溴乙烷不溶于水；
（5）乙醇易揮發，且溫度過高時，乙醇在濃H₂SO₄存在條件下會發生副反應生成乙烯、乙醚等，據此答題；
（6）苯和溴都是易揮發的物質，生成物中有苯和溴蒸氣，要除去，如果發生取代反應生成物含有HBr，用硝酸銀檢驗．

解答 解：（1）苯在鐵做催化劑時可以和溴發生取代反應獲得溴苯，發生反應的原理方程式為：+Br₂$\stackrel{Fe}{→}$+HBr，
故答案為：+Br₂$\stackrel{Fe}{→}$+HBr；
（2）苯和溴都是易揮發的物質，導管a起導氣，兼起苯與溴蒸氣的冷凝和回流作用，減少反應物的損失，
故答案為：導氣、冷凝、回流；
（3）溴化氫極易溶于水，形成的氫溴酸是強酸，水可以阻止易揮發物質HBr的溢出，起到水封的作用，
故答案為：溶解吸收溴化氫氣體，防止溴化氫及產物逸出污染環境；
（4）反應完畢后，分離U形管內有溴乙烷和蒸餾水，溴乙烷不溶于水，所以分離出溴乙烷要用分液的方法，用到的主要儀器是分液漏斗，
故答案為：分液漏斗；
（5）步驟④不能用大火加熱，否則乙醇在濃H₂SO₄存在條件下發生副反應生成乙醚、乙烯等，
故答案為：不能，易發生副反應生成乙醚、乙烯等；
（6）苯和溴都是易揮發的物質，生成物中有苯和溴蒸氣，要除去，所以裝置（Ⅱ）的錐形瓶中，小試管內盛有CCl₄液體，其作用是吸收揮發出來的溴蒸氣，便于檢驗HBr的存在，檢驗生成的產物為HBr，證明苯和溴的反應為取代反應而不是加成反應，則需要用AgNO₃溶液，
故答案為：吸收HBr中混有的Br₂；硝酸銀溶液（或硝酸銀溶液和稀硝酸）．

點評 本題考查了溴苯和溴乙烷的制取，這是一個綜合性較強的實驗題，連續制備兩種產品溴苯和溴乙烷，需要根據題意及裝置圖示，聯系所學知識合理分析完成，本題難度中等．