Question

12．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

按以下步驟回答問題：
（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(tài)溴．向a中滴入幾滴溴，a中液體立即沸騰，并有紅棕色蒸氣出現；a中發(fā)生反應的化學方程式為：2Fe+3Br₂═2FeBr₃、；繼續(xù)滴加至液溴滴完．儀器a的名稱是三頸燒瓶；裝置d中的作用是吸收HBr氣體．儀器c為冷凝管，其進水口為下（填“上”或“下”）口．
（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吸收其中的水分．
（3）經過上述分離操作后，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．
A．重結晶  B．過濾  C．蒸餾  D．萃�。�

Answer 1

分析 本題是利用苯和液溴在三溴化鐵作催化劑的條件下，在三頸燒瓶內發(fā)生取代反應制備溴苯，涉及了反應原理的考查，反應過程中為防止液溴和苯的揮發(fā)，提高原料利用率，用冷凝管進行冷凝回流，同時吸收生成的HBr氣體，防污染；反應后的混合物通過過濾除去多余的鐵粉，然后用氫氧化鈉溶液洗去沒有反應的溴及生成的HBr，然后通過分液、蒸餾進行分離提純；
（1）反應在三頸燒瓶內進行，苯的鹵代反應是放熱的，用冷凝管對揮發(fā)出的蒸汽進行冷凝，冷卻水的方向與汽流方向相反，尾氣中有HBr及揮發(fā)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．

解答 解：（1）在三頸燒瓶內發(fā)生的反應是2Fe+3Br₂═2FeBr₃ ，反應放熱，且苯與液溴易揮發(fā)，發(fā)提高原料的利用率，用冷凝管冷卻蒸汽并回流到三頸燒瓶內，冷卻水的流向是低進高出，尾氣中有HBr及揮發(fā)出的Br₂，用氫氧化鈉溶液吸收，防止污染大氣，故答案為：2Fe+3Br₂═2FeBr₃ ；三頸燒瓶；吸收HBr氣體；下；
（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，無水氯化鈣能吸收水分，干燥溴苯，故答案為：除去HBr和未反應的Br₂；吸收其中的水分；
（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．

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．