Question

10．某化學小組欲通過實驗探究：I．苯與液溴發(fā)生取代反應；Ⅱ．苯與液溴在催化劑作用下的反應機理．所用裝罝如圖所示．

已知：MnO₂+2NaBr+2H₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Br₂↑+MnSO₄+Na₂SO₄+2H₂O
（1）實驗室制備溴苯的化學方程式為；儀器X的名稱為球形冷凝管．
（2）制取溴苯的實驗操作步驟如下：
①連接裝罝，其接口順序為（填字母）：d接a，b接e，f接c；
②檢査裝置氣密性；
③C中加入固體藥品，C處滴加濃硫酸，再打開D處開關K，點燃C處酒精燈；插入鐵絲于混合液中，一段時間后，D中液體沸騰，原因是該反應是放熱反應；
④關閉C中活塞．
（3）A中對廣口瓶進行熱水浴的目的是防止Br₂蒸氣冷凝．
（4）若B中有淡黃色沉淀生成，能否確定苯與液溴發(fā)生了取代反應？否（答“能”或“否”）．
（5）査閱文獻：苯與液溴在FeBr₃催化下的反應機理共分三步：
I  Br₂+FeBr₃?Br⁺+FeBr^4-
ⅡBr⁺+?
①請完成第三步反應：Ⅲ；
②該小組將A裝置中濃硫酸替換成稀硫酸時實驗失敗，試從反應機理推測可能原因是有水情況下，無法生成Br⁺．

Answer 1

分析 c裝置發(fā)生反應：MnO₂+2NaBr+2H₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Br₂↑+MnSO₄+Na₂SO₄+2H₂O，制備溴單質，為防止溴蒸汽冷凝，在A中對廣口瓶進行熱水浴，溴蒸汽在D中與苯發(fā)生反應：，最后在硝酸銀中吸收未反應溴蒸汽和溴化氫，防止污染空氣，據(jù)此分析作答，
（1）實驗室用苯和溴在催化劑的作用下反應制備溴苯；
（2）①溴蒸汽由C制備，由d到a進入熱水浴防止冷凝，由c到e進入D中反應，在B中吸收尾氣，則順序為d、a、b、e、f、c；
②C中加入固體藥品，C處滴加濃硫酸，再打開D處開關K，點燃C處酒精燈，制得溴蒸汽反應；根據(jù)該反應是放熱反應分析；
（3）為防止Br₂蒸氣冷凝，A中對廣口瓶進行熱水��；
（4）溴蒸汽可與硝酸銀反應生成沉淀，B中有淡黃色沉淀生成，不能確定苯與液溴發(fā)生了取代反應；
（5））①第三步反應為溴苯的生成，化學反應為：；
②將A裝置中濃硫酸替換成稀硫酸時實驗失敗，有水情況下，無法生成Br⁺．

解答 解：（1）實驗室用苯和溴在催化劑的作用下反應制備溴苯，化學方程式為：；儀器X為球形冷凝管；
故答案為：；球形冷凝管；
（2）①溴蒸汽由C制備，由d到a進入熱水浴防止冷凝，由c到e進入D中反應，在B中吸收尾氣，則順序為d、a、b、e、f、c；
故答案為：a；b；e；f；
③C中加入固體藥品，C處滴加濃硫酸，再打開D處開關K，點燃C處酒精燈，制得溴蒸汽反應；該反應是放熱反應，插入鐵絲于混合液中，一段時間后，D中液體沸騰；
故答案為：C處滴加濃硫酸；該反應是放熱反應；
（3）為防止Br₂蒸氣冷凝，A中對廣口瓶進行熱水浴；
故答案為：防止Br₂蒸氣冷凝；
（4）溴蒸汽可與硝酸銀反應生成沉淀；
故答案為：否；
（5）①第三步反應為溴苯的生成，化學反應為：；
故答案為：；
②將A裝置中濃硫酸替換成稀硫酸時實驗失敗，有水情況下，無法生成Br⁺；
故答案為：有水情況下，無法生成Br⁺．

點評 本題主要考查了溴苯的制備，學生知識綜合應用、根據(jù)實驗目的及物質的性質進行排列順、實驗基本操作能力及實驗方案設計能力，綜合性較強，注意把握物質性質以及對題目信息的獲取于使用，難度中等．