Question

某化学小组欲通过实验探究：I.苯与液溴发生取代反应；Ⅱ.苯与液溴在催化剂作用下的反应机理。所用装罝如图所示。

已知：MnO₂+2NaBr+2H₂SO₄Br₂↑+MnSO₄+Na₂SO₄+2H₂O

（1）实验室制备溴苯的化学方程式为___________________；仪器X的名称为___________。

（2）制取溴苯的实验操作步骤如下：

①连接装罝，其接口顺序为（填字母）：d接____， _____接_____， ______接c；

②检査装置气密性；

③C中加入固体药品，_______，再打开D处开关K，点燃C处酒精灯；插入铁丝于混合液中，一段时间后，D中液体沸腾，原因是_________    ；

④关闭C中活塞。

（3）A中对广口瓶进行热水浴的目的是    _______________。

（4）若B中有淡黄色沉淀生成，能否确定苯与液溴发生了取代反应？_____(答“能”或“否”)。

（5）査阅文献：苯与液溴在FeBr₃催化下的反应机理共分三步：

I Br₂+FeBr₃Br⁺+FeBr₄^-

Ⅱ

①请完成第三步反应：Ⅲ__________________________；

②该小组将A装置中浓硫酸替换成稀硫酸时实验失败，试从反应机理推测可能原因是__________。

Answer

球形冷凝管 a、b、c、f C处滴加浓硫酸 该反应是放热反应 防止Br2蒸气冷凝 否 有水情况下，无法生成Br+

【解析】本题考查实验方案设计的评价和实验基本操作，（1）苯和液溴在铁或溴化铁作催化剂下发生取代反应，即反应方程式为：；仪器X为球形冷凝管；（2）①首先制备Br2，Br2 蒸气中混有水蒸气，需要除去，因此通过浓硫酸吸水，即d接a，然后把纯净的溴蒸气通入到装置D中参加反应，即b接e，检验溴化氢，即f接c，顺序是d→a→b→e→f→c；③装置C中固体药品，然后通过分液漏斗滴加浓硫酸，再打开装置D处开关K，，此点燃酒精灯；插入铁丝后，D中溶液沸腾，因为苯和液溴反应属于放热反应；（3）常温下溴单质呈液态，因此热水浴的目的是防止Br2蒸气冷凝；（4）从装置D中挥发出来的HBr中混有Br2蒸气，Br2蒸气也能与硝酸银反应产生淡黄色沉淀；（5）①FeBr3作催化剂，反应后还要生成FeBr3，因此反应方程式为：；②有水情况下，无法生成Br＋。

点睛：本题容易易错点是（1）装置的连接，首先弄清楚实验目的，制取溴苯，实验制备溴蒸气，溴蒸气中存在水蒸气，干扰实验，需要除去，然后反应制备溴苯，最后验证溴化氢的存在；（2）是（5）中反应方程式的书写，溴化铁作催化剂，催化剂反应前和后质量不变，且化学性质不变，即反应后生成溴化铁，注意溴苯反应方程式，得到溴苯和溴化氢，进一步写出反应方程式。