Question

德国化学家凯库勒认为苯分子的结构中，碳碳间以单、双键交替结合而成环状。 为了评价凯库勒的观点，某学生设计了以下实验方案：

实验操作：

①按上图所示的装置图连接好各仪器；

②检验装置的气密性；

③在 A 中加入适量的苯和液溴的混合液体，再加入少量铁粉，塞上橡皮塞，打开 K₁、K₂止水夹，关闭 K₃ 止水夹；

④待烧瓶 C 中气体收集满后，将导管 b 的下端插入烧杯里的水中，关闭 K₂，打开 K₃，挤 压预先装有水的胶头滴管的胶头，观察实验现象。

请回答下列问题：

（1）实验室可用 MnO₂、NaBr 和浓硫酸混合共热制取单质溴，其中 MnO₂ 作氧化剂。写 出该反应的化学方程式：____。

（2）简述在实验操作步骤②中检验装置气密性的方法：_____________________；在实验过程中观察到装置 A 中有微沸现象，原因是_______________________。

（3）当 C 中观察到____，可证明凯库勒观点是错误的，以下 还可证明凯库勒观点错误的事实是________。

①6 个 C-H 键的长度相等   

②6个碳碳键的长度都相等

③苯的一氯代物只有一种结构   

④苯的邻二氯代物只有一种结构

⑤苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色   

⑥苯不能使溴的四氯化碳溶液因加成而褪色

A．①②⑤⑥    B．②④⑤⑥    C．全部    D．①②③④⑤

（4）查阅文献：苯与液溴在 FeBr3 催化下的反应机理共分三步：

请完成第三步反应：Ⅲ____。

（5）将装置 A 内反应后的液体依次进行下列实验操作就可得到较纯净的溴苯：

①用蒸馏水洗涤，振荡，分液；②用 5%的 NaOH 溶液洗涤，振荡，分液；③用蒸馏水洗 涤，振荡，分液；④加人无水氯化钙干燥；⑤____（填操作名称）。

Answer

MnO2 + 2NaBr + 2H2SO4 Br2↑ + MnSO4 + 2H2O + Na2SO4 连接好装置，将导管 b 下端伸入烧杯水中，打开 K1、K2、K3，用酒精灯微热烧瓶 A，若烧杯中有气 泡产生，且停止加热后导管 b 中形成稳定的水柱，则装置气密性良好。 反应放热 C 中产生喷泉现象 B ( 蒸馏

【解析】（1）实验室利用 MnO2、NaBr 和浓硫酸混合共热制取单质溴，其中 MnO2 作氧化剂，其还原产物为MnSO4，该反应的化学方程式为MnO2+2NaBr+2H2SO4 Br2↑+MnSO4+Na2SO4+2H2O；

（2）检验装置气密性的方法是 连接好装置，将导管 b 下端伸入烧杯水中，打开 K1、K2、K3，用酒精灯微热烧瓶 A，若烧杯中有气 泡产生，且停止加热后导管 b 中形成稳定的水柱，则装置气密性良好； 此反应是放热反应，在实验过程中可观察到装置 A中有微沸现象；

（3）苯与溴如果发生加成反应，不会产生溴化氢，不会发生喷泉实验；如果发生取代反应，则生成溴化氢，溴化氢易溶于水，能够发生喷泉实验，所以只要发生喷泉实验，则证明苯与溴发生的是取代而不是加成反应，证明不含双键，可以证明凯库勒观点错误；①6 个 C-H 键的长度相等，无法说明是否存在单、双键，故①错误；②6 个碳碳键的长度都相等，说明不存在单、双键，故②正确；③苯的一氯代物只有一种结构，无法说明是否存在单、双键，故③错误； ④苯的邻二氯代物只有一种结构，说明不存在单、双键，故④正确；⑤苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，说明不存在单、双键，故⑤正确；⑥苯不能使溴的四氯化碳溶液因加成而褪色，说明不存在单、双键，故⑥正确；故答案为B；

（4）第三步反应为溴苯的生成，化学反应为：；

（5）经过①至④后得到苯和溴苯的混合液，可利用沸点差异通过蒸馏进行分离。