Question

10．某化學(xué)小組欲通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究：I．苯與液溴發(fā)生取代反應(yīng)；Ⅱ．苯與液溴在催化劑作用下的反應(yīng)機(jī)理．所用裝罝如圖所示．

已知：MnO₂+2NaBr+2H₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Br₂↑+MnSO₄+Na₂SO₄+2H₂O
（1）實(shí)驗(yàn)室制備溴苯的化學(xué)方程式為；儀器X的名稱(chēng)為球形冷凝管．
（2）制取溴苯的實(shí)驗(yàn)操作步驟如下：
①連接裝罝，其接口順序?yàn)椋ㄌ钭帜福�：d接a，b接e，f接c；
②檢査裝置氣密性；
③C中加入固體藥品，C處滴加濃硫酸，再打開(kāi)D處開(kāi)關(guān)K，點(diǎn)燃C處酒精燈；插入鐵絲于混合液中，一段時(shí)間后，D中液體沸騰，原因是該反應(yīng)是放熱反應(yīng)；
④關(guān)閉C中活塞．
（3）A中對(duì)廣口瓶進(jìn)行熱水浴的目的是防止Br₂蒸氣冷凝．
（4）若B中有淡黃色沉淀生成，能否確定苯與液溴發(fā)生了取代反應(yīng)？否（答“能”或“否”）．
（5）査閱文獻(xiàn)：苯與液溴在FeBr₃催化下的反應(yīng)機(jī)理共分三步：
I  Br₂+FeBr₃?Br⁺+FeBr^4-
ⅡBr⁺+?
①請(qǐng)完成第三步反應(yīng)：Ⅲ；
②該小組將A裝置中濃硫酸替換成稀硫酸時(shí)實(shí)驗(yàn)失敗，試從反應(yīng)機(jī)理推測(cè)可能原因是有水情況下，無(wú)法生成Br⁺．

Answer 1

分析 c裝置發(fā)生反應(yīng)：MnO₂+2NaBr+2H₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Br₂↑+MnSO₄+Na₂SO₄+2H₂O，制備溴單質(zhì)，為防止溴蒸汽冷凝，在A中對(duì)廣口瓶進(jìn)行熱水浴，溴蒸汽在D中與苯發(fā)生反應(yīng)：，最后在硝酸銀中吸收未反應(yīng)溴蒸汽和溴化氫，防止污染空氣，據(jù)此分析作答，
（1）實(shí)驗(yàn)室用苯和溴在催化劑的作用下反應(yīng)制備溴苯；
（2）①溴蒸汽由C制備，由d到a進(jìn)入熱水浴防止冷凝，由c到e進(jìn)入D中反應(yīng)，在B中吸收尾氣，則順序?yàn)閐、a、b、e、f、c；
②C中加入固體藥品，C處滴加濃硫酸，再打開(kāi)D處開(kāi)關(guān)K，點(diǎn)燃C處酒精燈，制得溴蒸汽反應(yīng)；根據(jù)該反應(yīng)是放熱反應(yīng)分析；
（3）為防止Br₂蒸氣冷凝，A中對(duì)廣口瓶進(jìn)行熱水�。�
（4）溴蒸汽可與硝酸銀反應(yīng)生成沉淀，B中有淡黃色沉淀生成，不能確定苯與液溴發(fā)生了取代反應(yīng)；
（5））①第三步反應(yīng)為溴苯的生成，化學(xué)反應(yīng)為：；
②將A裝置中濃硫酸替換成稀硫酸時(shí)實(shí)驗(yàn)失敗，有水情況下，無(wú)法生成Br⁺．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)室用苯和溴在催化劑的作用下反應(yīng)制備溴苯，化學(xué)方程式為：；儀器X為球形冷凝管；
故答案為：；球形冷凝管；
（2）①溴蒸汽由C制備，由d到a進(jìn)入熱水浴防止冷凝，由c到e進(jìn)入D中反應(yīng)，在B中吸收尾氣，則順序?yàn)閐、a、b、e、f、c；
故答案為：a；b；e；f；
③C中加入固體藥品，C處滴加濃硫酸，再打開(kāi)D處開(kāi)關(guān)K，點(diǎn)燃C處酒精燈，制得溴蒸汽反應(yīng)；該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，插入鐵絲于混合液中，一段時(shí)間后，D中液體沸騰；
故答案為：C處滴加濃硫酸；該反應(yīng)是放熱反應(yīng)；
（3）為防止Br₂蒸氣冷凝，A中對(duì)廣口瓶進(jìn)行熱水��；
故答案為：防止Br₂蒸氣冷凝；
（4）溴蒸汽可與硝酸銀反應(yīng)生成沉淀；
故答案為：否；
（5）①第三步反應(yīng)為溴苯的生成，化學(xué)反應(yīng)為：；
故答案為：；
②將A裝置中濃硫酸替換成稀硫酸時(shí)實(shí)驗(yàn)失敗，有水情況下，無(wú)法生成Br⁺；
故答案為：有水情況下，無(wú)法生成Br⁺．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了溴苯的制備，學(xué)生知識(shí)綜合應(yīng)用、根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康募拔镔|(zhì)的性質(zhì)進(jìn)行排列順、實(shí)驗(yàn)基本操作能力及實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)能力，綜合性較強(qiáng)，注意把握物質(zhì)性質(zhì)以及對(duì)題目信息的獲取于使用，難度中等．