Question

20． 溴苯是一種化工原料，實(shí)驗(yàn)室合成溴苯及檢驗(yàn)溴與苯發(fā)生了取代反應(yīng)的裝置示意圖及有關(guān)數(shù)據(jù)如下：
回答下列問(wèn)題：
（1）儀器d的名稱(chēng)球形冷凝管．
（2）在a中加入15mL苯和少量鐵屑．b中加入4.0mL液態(tài)溴．為了驗(yàn)證苯與溴發(fā)生了取代反應(yīng)，則B錐形瓶中應(yīng)加入的試劑名稱(chēng)是AgNO₃溶液（或石蕊試液），通過(guò)b向a中滴入液溴時(shí)，B錐形瓶中有白霧產(chǎn)生，這是因?yàn)樯�產(chǎn)了HBr氣體；同時(shí)還可觀察到有淺黃色沉淀生成（或溶液變紅）的現(xiàn)象，CCl₄的作用除去HBr中混有的溴蒸氣．
（3）液溴滴完后，經(jīng)過(guò)下列步驟分離提純：
①通過(guò)c向a中加入10mL水，然后過(guò)濾除去未反應(yīng)的鐵屑；加水的作用溶解HBr．
②濾液依次用10mL水、8mL10%的NaOH溶液、10mL水洗滌后靜置分液．第二次用水洗滌的作用是洗去殘留的NaOH及生成的鹽；分液時(shí)B（填序號(hào)）．
A．直接將溴苯從分液漏斗上口倒出
B．直接將溴苯從分液漏斗下口放出
C．先將水層從分液漏斗的下口放出，再將溴苯從下口放出
D．先將水層從分液漏斗的下口放出，再將溴苯從上口倒出
（4）經(jīng)以上分離操作后，通過(guò)蒸餾進(jìn)一步提純粗溴苯的過(guò)程中不需要用到的儀器有CD（填正確答案標(biāo)號(hào)）．
A．蒸餾燒瓶　　　　B．溫度計(jì)　　　C．吸濾瓶　　　D．球形冷凝管    E．接收器
（5）粗溴苯經(jīng)分離提純后得純溴苯為3.9g，則溴苯產(chǎn)率是32%（取整數(shù)）．

項(xiàng)目	苯	溴	溴苯
密度/g•cm-3	0.88	3.10	1.50
沸點(diǎn)/°C	80	59	156
水中溶解度	微溶	微溶	微溶

Answer 1

分析 （1）根據(jù)d的構(gòu)造可知，d為球形冷凝管；
（2）證明發(fā)生取代反應(yīng)，只要證明溶液中有溴化氫生成即可，可以用硝酸銀溶液或石蕊試液檢驗(yàn)；苯與液溴反應(yīng)生成HBr，HBr與水蒸氣結(jié)合呈白霧；溴易溶于有機(jī)溶劑，用四氯化碳可以除去溴化氫中混有的溴單質(zhì)；
（3）①a中有生成的溴化氫，溴化氫易溶于水，不溶于有機(jī)溶劑，加入水可以溶解溴化氫；
②用氫氧化鈉洗去溶解少量酸，水洗除去未反應(yīng)的NaOH及生成的鹽；生成的溴苯密度大于水，則分液操作時(shí)，直接從分液漏斗下端放出即可；
（4）根據(jù)蒸餾操作方法判斷需要使用的儀器；
（5）分別根據(jù)反應(yīng)物的體積、密度計(jì)算出質(zhì)量，再計(jì)算出苯和溴的物質(zhì)的量，然后判斷過(guò)量情況，根據(jù)不足量計(jì)算出理論上生成溴苯的物質(zhì)的量，再根據(jù)m=nM計(jì)算出溴苯的質(zhì)量，最后計(jì)算出溴苯的產(chǎn)率．

解答 解：（1）d為球形冷凝管，起到了冷凝作用，
故答案為：球形冷凝管；
（2）為了驗(yàn)證苯與溴發(fā)生了取代反應(yīng)，可以向錐形瓶中加入AgNO₃溶液（或石蕊試液），若有淺黃色沉淀生成（或溶液變紅），則說(shuō)明反應(yīng)中有溴化氫生成，發(fā)生了取代反應(yīng)；反應(yīng)生成的溴化氫遇到水蒸氣會(huì)出現(xiàn)白霧；溴易溶于四氯化碳，用四氯化碳溶液可除去HBr中混有的溴蒸汽，
故答案為：AgNO₃溶液（或石蕊試液）；HBr；有淺黃色沉淀生成（或溶液變紅）；除去HBr中混有的溴蒸汽；
（3）①通過(guò)c向a中加入10mL水的目的是溶解a中生成的溴化氫，
故答案為：溶解HBr；
②先用水洗除去濃硫酸、硝酸，再用氫氧化鈉除去溶解的少量酸，最后水洗除去未反應(yīng)的NaOH及生成的鹽；溴苯的密度大于水溶液，則分液操作時(shí)直接將溴苯從分液漏斗下口放出，所以B正確，
故答案為：洗去殘留的NaOH及生成的鹽；B；
（4）通過(guò)蒸餾進(jìn)一步提純粗溴苯的過(guò)程中，需要使用溫度計(jì)、蒸餾燒瓶、接收器，不需要使用冷凝管和吸濾瓶，所以CD正確，
故答案為：CD；
（5）15mL苯的質(zhì)量為：0.88g/mL×15=13.2g，其物質(zhì)的量為：$\frac{13.2g}{78g/mol}$=0.169mol，
4.0mL液溴的質(zhì)量為：3.10g/mL×4.0mL=12.4g，其物質(zhì)的量為：$\frac{12.4g}{160g/mol}$=0.0775mol，
顯然溴不足，理論上生成溴苯的物質(zhì)的量為：0.0775mol，生成溴苯的質(zhì)量為：157g/mol×0.0775mol≈12.17g，
溴苯的產(chǎn)率為：$\frac{3.9g}{12.17g}$×100%=32%，
故答案為：32%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)制備方案的設(shè)計(jì)，題目難度中等，涉及儀器名稱(chēng)、化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作方法、化學(xué)計(jì)算等知識(shí)，試題知識(shí)點(diǎn)較多、綜合性較強(qiáng)，充分考查了學(xué)生的化學(xué)實(shí)驗(yàn)、化學(xué)計(jì)算能力．