Question

【題目】某同學用如下圖所示裝置(Ⅰ)制取溴苯和溴乙烷。

已知

(1)已知溴乙烷為無色液體，難溶于水，沸點為38.4℃，熔點為－119℃，密度為1.46 g·cm－3。

(2)CH3CH2OH+HBrCH3CH2Br+H2O，

CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O，

2CH3CH2OHC2H5—O—C2H5+H2O

主要實驗步驟如下：

①檢查裝置的氣密性后，向燒瓶中加入一定量的苯和液溴。

②向錐形瓶中加入乙醇和濃H2SO4的混合液至恰好沒過進氣導管口。

③將A裝置中的純鐵絲小心向下插入混合液中。

④點燃B裝置中的酒精燈，用小火緩緩對錐形瓶加熱10分鐘。

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(1)寫出A中反應的化學方程式__________________________________________________，導管a的作用是____________________。

(2)C裝置中U形管內部用蒸餾水封住管底的作用是______________________________。

(3)反應完畢后，U形管中分離出溴乙烷時所用的最主要儀器的名稱是(只填一種)__________。

(4)步驟④中能否用大火加熱，理由是____________________。

(5)為證明溴和苯的上述反應是取代反應而不是加成反應。該同學用裝置(Ⅱ)代替裝置B、C直接與A相連重新反應。裝置(Ⅱ)的錐形瓶中，小試管內的液體是_________________________(填名稱)，其作用是__________________；小試管外的液體是__________________(填名稱)，其作用是________________。

Answer 1

【答案】 冷凝回流反應物 溶解HBr，防止HBr及產(chǎn)物逸出 分液漏斗 不可，易發(fā)生副反應生成乙醚、乙烯等 苯 吸收揮發(fā)出的溴蒸氣 AgNO3 吸收并檢驗生成的HBr氣體，證明是取代反應

【解析】

（1）根據(jù)信息，燒瓶中加入一定量的苯和液溴，鐵作催化劑，即燒瓶中發(fā)生的反應方程式為：；該反應為放熱反應，苯和液溴易揮發(fā)，導管a的作用是冷凝回流反應物，提高原料的利用；

（2）燒瓶中產(chǎn)生HBr與錐形瓶中的乙醇，在濃硫酸的作用下發(fā)生CH3CH2OH＋HBrCH3CH2Br＋H2O，根據(jù)信息(1)，有部分HBr未參與反應，且HBr會污染環(huán)境，因此U形管內部用蒸餾水封住管底的作用是溶解HBr，防止HBr及產(chǎn)物逸出污染環(huán)境；

（3）溴乙烷為無色液體，難溶于水，因此從U形管中分離出溴乙烷的方法是分液，所用的最主要儀器是分液漏斗；

（4）根據(jù)信息(2)，溫度達到140℃發(fā)生副反應，產(chǎn)生乙醚，溫度如果達到170℃時產(chǎn)生乙烯，因此步驟④不可大火加熱；

（5）證明溴和苯發(fā)生取代反應，需要驗證該反應產(chǎn)生HBr，溴蒸氣對HBr的檢驗產(chǎn)生干擾，利用溴易溶于有機溶劑，因此小試管內的液體為苯（或其他合適的有機溶劑如四氯化碳等）；其作用是吸收揮發(fā)出的溴蒸氣；驗證HBr，一般用硝酸酸化的硝酸銀溶液，如果有淡黃色沉淀產(chǎn)生，說明苯與溴發(fā)生的是取代反應，因此硝酸銀溶液的作用是吸收并檢驗生成HBr氣體，證明是取代反應。