Question

德國化學家凱庫勒認為，苯分子的結構中碳碳間以單、雙鍵交替排列結合成環(huán)狀．為了驗證凱庫勒的觀點，某學生設計了以下實驗方案：

①按如圖所示的裝置連接好儀器；
②檢驗裝置的氣密性；
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中收集滿氣體后，將導管b的下端插入燒杯D里的水中，擠壓預先盛有水的膠頭滴管，觀察實驗現象．
（1）A中所發(fā)生反應的反應類型為

 

，能證明凱庫勒觀點錯誤的實驗現象是

 

．
（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，假設燒瓶中混合氣體對氫氣的相對密度為37.9，則實驗結束后，進入燒杯中的水的體積為

 

mL（空氣的相對分子質量以29計算）．

Answer 1

考點：性質實驗方案的設計

專題：實驗設計題

分析：（1）苯與溴在溴化鐵做催化劑的條件下發(fā)生取代反應，生成溴苯和溴化氫；
（2）由于反應放熱，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，根據平均相對分子質量的計算方法進行計算．

解答： 解：（1）苯與溴在溴化鐵做催化劑的條件下生成溴苯和溴化氫，苯分子里的氫原子被溴原子所代替，
方程式為：，該反應為取代反應，所以苯分子中不存在碳碳單雙鍵交替，所以凱庫勒觀點錯誤，生成的溴化氫極易溶于水，所以C中產生“噴泉”現象，
故答案為：取代反應；燒瓶C中產生噴泉現象；  
（2）由于反應放熱，苯和液溴均易揮發(fā)，苯和溴極易溶于四氯化碳，用四氯化碳除去溴化氫氣體中的溴蒸氣和苯，以防干擾檢驗H⁺和Br^-，
故答案為：吸收揮發(fā)出來的苯及溴蒸汽；
（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，
設HBr的體積為x，空氣的體積為y，則：

x

500

×81+29×

y

500

=75.8，x+y=500，解得：x=450mL，y=50mL，
故進入燒瓶中的水的體積為x=450mL，
故答案為：450．

點評：本題以實驗為載體考查了有機物苯的性質，理清實驗原理是解答的關鍵，題目難度中等．