Question

【题目】(1)苯和溴的取代反应的实验装置如图所示，其中A为具支试管改制成的反应容器，在其下端开了一小孔，塞好石棉绒，再加入少量铁屑。

填写下列空白：

①试管A中的反应方程式为______________。

②试管C中四氯化碳的作用是：____________________________。反应开始后，观察D试管，看到的现象为：_______________。写出E中反应的离子方程式______________。

③反应2～3 min后，在B中的NaOH溶液里可观察到的现象是____________。

④在上述整套装置中，具有防倒吸功能的仪器有________(填字母)。

(2)实验室制备硝基苯的主要步骤如下：

a．配制一定比例的浓H2SO4与浓HNO3的混合酸，加入反应器中；

b．向室温下的混合酸中逐滴加入一定量的苯，充分振荡，混合均匀；

c．在55～60 ℃下发生反应，直至反应结束；

d．除去混合酸后，粗产品依次用蒸馏水和5%NaOH溶液洗涤，最后再用蒸馏水洗涤；

e．将用无水CaCl2干燥后的粗硝基苯进行蒸馏，得到纯净硝基苯。请填写下列空白：

①制备硝基苯的反应类型是________。

②配制一定比例的浓H2SO4和浓HNO3的混合酸时，操作的注意事项是：_____________。

③步骤d中洗涤、分离粗硝基苯应使用的仪器是_________________。

④步骤d中粗产品用5%NaOH溶液洗涤的目的是___________________。

Answer 1

【答案】+Br2+HBr 除去HBr中的溴蒸气 D试管中石蕊试液慢慢变红，导管口有白雾产生 Ag++Br-=AgBr↓ 试管底部有无色油状液体 D、E、F 取代反应 先将浓硝酸注入容器中再慢慢加入浓硫酸，并及时搅拌 分液漏斗 除去粗产品中残留的酸

【解析】

(1)苯与液溴在催化剂作用下发生取代反应产生溴苯和溴化氢，B中用NaOH溶液除去溴苯中未反应的Br2单质；用有机溶剂四氯化碳除去气体中挥发的溴蒸气、苯，其中的溴化氢溶于石蕊试液，使石蕊试液变为红色；HBr还会与AgNO3溶液发生反应产生AgBr浅黄色沉淀，最后用NaOH溶液进行尾气处理，用倒扣的漏斗可以防止倒吸现象的发生。

(2)①浓硫酸与浓硝酸混合放出大量的热，配制混酸应将浓硫酸中注入浓硝酸中，及时搅拌、冷却，防止溅出伤人；

②分离互不相溶的液体，采取分液操作，需要用分液漏斗；

③制备的硝基苯中混有硫酸、硝酸，可以用5% NaOH溶液洗涤.

(1)①试管A中苯与液溴在Fe存在下发生取代反应，产生溴苯和HBr，反应的化学方程式为；

②试管C中四氯化碳的作用是除去HBr中的溴蒸气及苯；反应开始后，反应产生的HBr溶解在石蕊试液中，HBr溶解电离产生H+、Br-，溶液显酸性，观察D试管中溶液由紫色变为红色；逸出的HBr遇空气中的水蒸气形成HBr的小液滴，因此会看到导管口有白雾产生；在E中HBr与AgNO3溶液发生复分解反应，产生淡黄色AgBr和HNO3，反应的离子方程式为Ag++Br-=AgBr↓；

③反应2～3 min后，反应产生溴苯，未反应的单质Br2与B中的NaOH溶液发生反应产生NaBr、NaBrO和H2O，而溴苯是不能溶解于水的液体，密度比水大，故可观察到的现象是液体分层，在试管底部有无色油状液体；

④装置D和E导管口在液面上方，能防止倒吸，装置F中倒置漏斗增大了气体与氢氧化钠溶液的接触面积，有缓冲作用，能够防止倒吸，故在上述整套装置中，具有防倒吸功能的仪器有D、E、F；

(2)①苯与浓硝酸在浓硫酸存在时，在加热条件下发生取代反应产生硝基苯和水，因此制备硝基苯的反应类型是取代反应；

②浓硫酸与浓硝酸混合放出大量的热，配制混酸操作注意事项是：先将浓硝酸注入容器中，再慢慢注入浓硫酸，并及时搅拌和冷却；

③硝基苯是油状液体，与水不互溶，分离互不相溶的液态混合物，采取分液方法，需要用的玻璃仪器是分液漏斗；

④反应得到硝基苯粗产品中有残留的硝酸及硫酸，可以根据硝酸、硫酸具有酸性，能够与碱反应产生盐和水，而硝基苯不能溶于水，用氢氧化钠溶液洗涤除去粗产品中残留的酸。