Question

为探究苯与溴的取代反应，甲同学用装置I进行如下实验：

将一定量的苯和溴放在烧瓶中，同时加入少量铁屑做催化剂，3-5分钟后发现滴有AgNO₃的锥形瓶中有浅黄色沉淀生成，即证明苯与溴发生了取代反应。

（1）装置I中①的化学方程式为____________________。

（2）①中长导管的作用是____________________。

（3）要得到纯净的产物，可用稀NaOH溶液、蒸馏水洗涤。洗涤分离粗产品后，检验产物已洗净的方法是_____________________。

（4）乙同学设计如图所示装置II，并用下列某些试剂完成该实验。可选用的试剂是：苯、液溴、浓硫酸、氢氧化钠溶液、硝酸银溶液、四氯化碳。

 

a的作用是________________。能证明苯和液溴发生的是取代反应，而不是加成反应，则试管b中应加入_______________，试管c中应加入________________。

（5）比较两套装置，装置Ⅱ的两个优点是：①__________________②____________________。

Answer

2Fe+3Br2═2FeBr3、 导气、冷凝回流 取少量最后一次洗涤液，加入稀HNO3，再加入AgNO3溶液，溶液不浑浊说明产品已洗净 安全瓶，防止倒吸 四氯化碳 AgNO3溶液 可以防止倒吸 可以避免杂质干扰（或防止尾气污染空气）

【解析】

(1)溴与铁反应生成溴化铁，苯和液溴在溴化铁的催化作用下生成溴苯和溴化氢；

(2)长导管让挥发出来的溴单质冷凝，防止对产物的干扰；

(3)反应生成的溴苯中混有溴，可用NaOH溶液洗涤，因此产物中可能含有溴离子，只要检验是否存在溴离子即可；

(4)根据a中导管短进短出，结合生成物的性质分析解答；要证明苯和液溴发生的是取代反应，而不是加成反应，需要除去挥发出来的Br2，再检验有无溴化氢生成；

(5)根据装置Ⅱ中含有安全瓶、气球、装置b、铁丝可以上下移动等分析解答。

(1)因溴与铁反应生成溴化铁：2Fe+3Br2═2FeBr3，苯和液溴在溴化铁的催化作用下生成溴苯和溴化氢：，故答案为：2Fe+3Br2═2FeBr3；；

(2)反应为放热反应，长导管让挥发出来的溴和苯的蒸气冷凝，即长导管的作用为导气，冷凝回流，故答案为：导气、冷凝回流；

(3) 反应生成的溴苯中混有溴，可先后用NaOH溶液、蒸馏水进行洗涤，因此洗涤液中可能含有溴离子，溴离子可与硝酸银反应生成溴化银沉淀，因此检验产物已洗净的方法为：取少量最后一次洗涤液，加入稀HNO3，再加入AgNO3溶液，溶液不浑浊说明产品已洗净，故答案为：取少量最后一次洗涤液，加入稀HNO3，再加入AgNO3溶液，溶液不浑浊说明产品已洗净；

(4)从图上信息可知，导气管是短进短出的a的作用是防止倒吸，是一个安全装置，因为生成的溴化氢极易溶于水；要证明苯和液溴发生的是取代反应，而不是加成反应，需要除去挥发出来的Br2，可以选用四氯化碳洗气，再在试管c中检验溴离子，可以选用AgNO3溶液检验，故答案为：安全瓶，防止倒吸；四氯化碳；AgNO3溶液；

(5)根据以上分析，装置Ⅱ的主要优点有：①有安全瓶，可以防止倒吸；②存在洗气装置，可以避免杂质干扰；③装置II中有气球收集尾气，防止尾气污染空气，故答案为：可以防止倒吸；可以避免杂质干扰(或防止尾气污染空气)。