Question

13．溴苯是一種化工原料，實(shí)驗(yàn)室合成溴苯的裝置示意圖及有關(guān)數(shù)據(jù)如下：

	苯	溴	溴苯
密度/g•cm-3	0.88	3.10	1.50
沸點(diǎn)/℃	80	59	156
水中溶解度	微溶	微溶	微溶

按以下合成步驟回答問題：
（1）在a中加入15mL無水苯和少量鐵屑．在b中小心加入4.0mL 液溴．向a中滴入幾滴液溴，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中NaOH溶液的作用是吸收HBr和Br₂．
（2）反應(yīng)過程中，a外壁溫度升高，為提高原料利用率，利用溫度計控制溫度，適宜的溫度范圍為（填序號）C．
A．＞156℃B． 59℃-80℃C．＜59℃
（3）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10mL水、8mL10%的NaOH溶液、10mL水洗滌．NaOH溶液洗滌的作用是除去未反應(yīng)的Br₂；
③向分離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或除去粗溴苯中的水．
（4）經(jīng)過上述分離操作后，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�。�

Answer 1

分析 本題是根據(jù)苯的性質(zhì)，利用苯和液溴通過取代反應(yīng)制備溴苯的實(shí)驗(yàn)設(shè)計題，涉及反應(yīng)原理的探究、溴化氫的尾氣處理措施，反應(yīng)后混合物的分離與提純，反應(yīng)中生成了溴化氫，因其極易溶解于水，實(shí)驗(yàn)中可觀察到有白霧，反應(yīng)后的混合物因水溶液與有機(jī)物不相溶，可選擇分液分離，但因溴易溶于有機(jī)溶劑，故需要用氫氧化鈉溶液洗滌，使之轉(zhuǎn)化為可溶于的鹽，最后得到的溴苯中混有的苯，可以根據(jù)沸點(diǎn)差異選擇蒸餾分離；
（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；
（2）苯與液溴在催化劑的作用下發(fā)生反應(yīng)的同時還能放熱，而反應(yīng)物苯和液溴都易揮發(fā)，為減少反應(yīng)物揮發(fā)并提高原料的利用率可以通過溫度的控制來實(shí)現(xiàn)，只要溫度低于二者的沸點(diǎn)就可以了；
（3）①根據(jù)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)，也微溶于水，可以通過分液進(jìn)行分離；
②經(jīng)過水洗分液分離后得到的粗溴苯，因溴苯微溶于水，故粗溴苯中仍有少量水份，加入的氯化鈣有吸水性，可綜合考慮氯化鈣的作用；
（4）根據(jù)因苯與溴苯混溶，分離出的粗溴苯中應(yīng)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．

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，故答案為：HBr；吸收HBr和Br₂；
（2）根據(jù)表中苯和液溴的沸點(diǎn)，選擇控制溫度，確保溫度在二種反應(yīng)物的沸點(diǎn)之下，則應(yīng)選擇溫度為低于59℃，故答案為：C；
（3）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：除去HBr和未反應(yīng)的Br₂；干燥；
（4）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．

點(diǎn)評 本題主要考查了溴苯的制取實(shí)驗(yàn)、物質(zhì)的分離提純等，清楚制備的原理是解答的關(guān)鍵，題目難度中等．