Question

【題目】德國化學(xué)家凱庫勒認(rèn)為，苯分子的結(jié)構(gòu)中碳碳間以單、雙鍵交替排列結(jié)合成環(huán)狀。為了驗證凱庫勒的觀點，某學(xué)生設(shè)計了以下實驗方案：

①按如圖所示的裝置連接好儀器；

②檢測裝置的氣密性；

③在A中加入適量的苯和液溴的混合液體，再加入少量鐵粉，塞上橡皮塞，打開K1、K2、K3止水夾；

④待燒瓶C中氣體收集滿后，將導(dǎo)管b的下端插入燒杯里的水中，擠壓預(yù)先盛有水的膠頭滴管，觀察實驗現(xiàn)象。

（1）A中所發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)類型為__________________，能證明凱庫勒觀點錯誤的實驗現(xiàn)象是_______________________________________。

（2）裝置B的作用是______________________________________________。

（3）燒瓶C的容積為500mL，收集氣體時，由于空氣未排盡，最終水未能充滿燒瓶，假設(shè)燒瓶中混合氣體對氫氣的相對密度為37.9，則實驗結(jié)束后，進(jìn)入燒杯中的水的體積___ml（空氣的相對分子質(zhì)量以29計算）。

Answer 1

【答案】取代反應(yīng)燒瓶C中產(chǎn)生噴泉現(xiàn)象吸收揮發(fā)出的苯及溴蒸氣450mL

【解析】

（1）苯與溴在溴化鐵做催化劑的條件下發(fā)生取代反應(yīng)，生成溴苯和溴化氫；（2）由于反應(yīng)放熱，苯和液溴均易揮發(fā)，溴的存在干擾檢驗H+和Br-；（3）燒瓶中混合氣體對H2的相對密度為37.9，故燒瓶中混合氣體的平均分子量為37.9×2=75.8，根據(jù)平均相對分子質(zhì)量的計算方法進(jìn)行計算。

（1）按凱庫勒的觀點，苯能與Br2發(fā)生加成反應(yīng)，而加成反應(yīng)只能生成一種有機產(chǎn)物，不可能同時生成HBr氣體。燒瓶C中產(chǎn)生噴泉現(xiàn)象，說明產(chǎn)生了極易溶于水的氣體，也進(jìn)一步說明苯與Br2發(fā)生的不是加成反應(yīng)；（2）CCl4是非極性分子，根據(jù)相似相溶原理，能吸收非極性分子Br2蒸氣，但不能吸收極性分子HBr氣體，故裝置B的作用是吸收揮發(fā)出的苯及溴蒸氣；（3）燒瓶中混合氣體=37.9×2=75.8，根據(jù)十字交叉法：，進(jìn)入燒杯中的水的體積就是HBr氣體的體積，即=450mL。