Question

18．溴苯是一種化工原料，實(shí)驗(yàn)室合成溴苯的裝置示意圖如圖1及有關(guān)數(shù)據(jù)如下，按下列合成步驟回答問題：

（1）在加入15mL無水苯和少量鐵屑．在b中小心加入4.0mL液態(tài)溴．向a中滴入幾滴溴，有白霧產(chǎn)生，是因?yàn)樯�成了HBr氣體．繼續(xù)滴加至液溴滴完．裝置d的作用是吸收HBr防止產(chǎn)生倒吸，寫出a中有關(guān)反應(yīng)化學(xué)方程式．
（2）液溴滴完后，經(jīng)過下列步驟分離提純：
①向a中加入10mL水，然后過濾除去未反應(yīng)的鐵屑；
②濾液依次用l0mL水、8mL l0%的NaOH溶液、10mL水洗滌．其中NaOH溶液洗滌的作用是除去HBr和未反應(yīng)的Br₂；
③向分出的粗溴苯中加入少量的無水氯化鈣，靜置、過濾．加入氯化鈣的目的是干燥；
（3）經(jīng)以上分離操作后，粗溴苯中還含有的主要雜質(zhì)為苯，要進(jìn)一步提純，下列操作中
必須的是C（填入正確選項(xiàng)前的字母）；
A、重結(jié)晶     B、過濾      C、蒸餾      D、萃取
（4）在該實(shí)驗(yàn)中，a的容積最適合的是B（填入正確選項(xiàng)前的字母）．
A、25mL     B、50mL     C、250mL    D、509mL
（5）在最新的家用汽車的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，新車中氣體的質(zhì)量不符合標(biāo)準(zhǔn)．
汽車污染主要來源于汽車配件及材料．它們都會(huì)產(chǎn)生大量有毒的有機(jī)物氣體．其中一種有毒氣體的質(zhì)譜圖如圖2：
①則由圖2可知該分子的相對(duì)分子質(zhì)量是92．
②若該分子的核磁共振氫譜中有4個(gè)吸收峰則有機(jī)物的名稱為甲苯．
③其苯環(huán)上的一氯代物有3種．

Answer 1

分析 （1）在鐵作催化劑條件下，苯和液溴發(fā)生取代反應(yīng)溴苯，苯與液溴反應(yīng)生成HBr，HBr遇水蒸氣形成白霧；苯的鹵代反應(yīng)是放熱反應(yīng)，液溴易揮發(fā)，所以尾氣中有HBr及揮發(fā)出的Br₂，用氫氧化鈉溶液吸收，防止污染大氣；
（2）溴苯中含有溴，單質(zhì)溴能與NaOH溶液反應(yīng)生成NaBr和NaBrO溶于水中，而溴苯不與NaOH溶液反應(yīng)，也不溶于水，分液后，然后加干燥劑；
（3）根據(jù)分離出的粗溴苯中含有未反應(yīng)的苯，分離互溶的液體，利用沸點(diǎn)不同，可采用蒸餾的方法進(jìn)行分離；
（4）根據(jù)制取溴苯所加的液體的體積以及溶液的體積一般不超容器的$\frac{2}{3}$，不少于$\frac{1}{3}$；
（5）根據(jù)質(zhì)譜圖中最右邊的那個(gè)峰就是該物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量，由商余法確定其分子式；
根據(jù)核磁共振氫譜中有4個(gè)吸收峰，結(jié)合分子式可以判斷出應(yīng)是甲苯，其苯環(huán)上的一氯代物有3種．

解答 解：（1）苯與液溴反應(yīng)生成HBr，HBr遇水蒸氣形成白霧；苯的鹵代反應(yīng)是放熱反應(yīng)，液溴易揮發(fā)，所以尾氣中有HBr及揮發(fā)出的Br₂，用氫氧化鈉溶液吸收，防止污染大氣，在鐵作催化劑條件下，苯和液溴發(fā)生取代反應(yīng)溴苯，反應(yīng)方程式為，
故答案為：HBr；吸收HBr防止產(chǎn)生倒吸；；
（2）溴苯提純的方法是：先水洗，把可溶物溶解在水中，然后過濾除去未反應(yīng)的鐵屑，再加NaOH溶液，把未反應(yīng)的Br₂變成NaBr和NaBrO洗到水中，然后加干燥劑，無水氯化鈣能干燥溴苯，
故答案為：干燥；
（3）反應(yīng)后得到的溴苯中溶有少量未反應(yīng)的苯，苯和溴苯互溶，但苯的沸點(diǎn)低，所以采用蒸餾的方法進(jìn)行分離，溴苯留在母液中，
故答案為：苯；C；
（4）操作過程中，先在a中加入15mL無水苯，在b中小心加入4.0mL液態(tài)溴，最后向a中加入10mL水，共約30mL，所以a的容積最適合的是50mL，
故答案為：B；
（5）從質(zhì)譜圖中可以看出該氣體的相對(duì)分子質(zhì)量為92，由商余法確定其分子式為C₇H₈，由核磁共振氫譜中有4個(gè)吸收峰，可以判斷出應(yīng)是甲苯，其苯環(huán)上的一氯代物有3種（鄰、間、對(duì)），
故答案為：92；甲苯；3．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)，為高頻考點(diǎn)，明確實(shí)驗(yàn)原理是解本題關(guān)鍵，知道實(shí)驗(yàn)操作步驟及基本操作方法，題目難度中等．