Question

13．溴苯是一種重要的化工原料，實驗室合成溴苯的裝置示意圖及有關數據如圖：

	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

回答下列問題：
（1）在a中加入12mL無水苯和少量鐵屑．在b中加入8.0mL液溴，向a中滴入幾滴溴，有白霧產生，是因為生成了HBr氣體，繼續滴加至液溴滴完．裝置d的作用是吸收HBr和Br₂；
其中發生反應的離子方程式是H⁺+OH^-=H₂O等（寫出一個即可）．
（2）上述裝置圖中，c的名稱是冷凝管．
（3）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、8mL10%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．
（4）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，還要進行的操作是C（填字母序號）．
A．重結晶　　　　　B．過濾　　　　　　C．蒸餾　　　　　　D．萃取
（5）該實驗中，a的容積最適合的是B（填字母序號）．
A.25mL　　　　　　B.50mL　　　　　C.250mL　　　　　D.500mL．
（6）在該實驗中最終制得的純凈溴苯質量為15.7g，則該實驗中溴苯的產率為73.85%%（精確到小數點后一位）．

Answer 1

分析 （1）苯與液溴反應生成HBr，HBr與水蒸氣結合呈白霧；HBr與液溴易揮發，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）根據實驗裝置圖可知儀器名稱；
（3）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；
（4）反應后得到的溴苯中溶有少量苯雜質，依據它和溴苯的性質不同除雜；
（5）根據制取溴苯所加的液體的體積進行解答；
（6）12mL無水苯的物質的量為$\frac{12×0.88}{78}$mol=0.1354mol，8.0mL液溴的物質的量為$\frac{8.0×3.1}{160}$mol=0.155mol，根據溴和苯反應的方程式可知，溴過量，所以理論上產生的溴苯的質量為0.1354mol×157g/mol=21.26g，根據產率=$\frac{實際產量}{理論產量}$×100%計算．

解答 解：（1）苯與液溴反應生成HBr，HBr與水蒸氣結合呈白霧；HBr與液溴都易揮發，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，反應的離子方程式為H⁺+OH^-=H₂O等，
故答案為：HBr；吸收HBr和Br₂；H⁺+OH^-=H₂O等；
（2）根據實驗裝置圖可知儀器c的名稱是冷凝管，
故答案為：冷凝管；
（3）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；
（4）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；
（5）操作過程中，在a中加入12mL無水苯，向a中加入10mL水，在b中小心加入8.0mL液態溴，所以a的容積最適合的是50mL，故答案為：B；
（6）12mL無水苯的物質的量為$\frac{12×0.88}{78}$mol=0.1354mol，8.0mL液溴的物質的量為$\frac{8.0×3.1}{160}$mol=0.155mol，根據溴和苯反應的方程式可知，溴過量，所以理論上產生的溴苯的質量為0.1354mol×157g/mol=21.26g，所以產率=$\frac{實際產量}{理論產量}$×100%=$\frac{15.7g}{21.26g}$×100%=73.85%，
故答案為：73.85%．

點評 本題考查物質制備實驗及產率的計算，為高頻考點，明確實驗原理是解本題關鍵，知道實驗操作步驟及基本操作方法，題目難度不大．