Question

为了验证凯库勒有关苯环结构的观点，甲同学设计了如下实验方案。

①按如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，打开止水夹K₁、K₂、K₃；

④待C中烧瓶收集满气体后，将导管b的下端插入烧杯里的水中，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)A中所发生反应的反应类型为_________，能证明凯库勒观点错误的实验现象是_______。

(2)装置B的作用是__________。

(3)C中烧瓶的容积为500 mL，收集气体时，由于空气未排尽，最终水未充满烧瓶，假设烧瓶中混合气体对H₂的相对密度为37.9，则实验结束时，进入烧瓶中的水的体积为________mL(空气的平均相对分子质量为29)。

(4)实验前应对A、B、C三个装置的气密性进行逐一检查，则检查装置C气密性的操作为________。

Answer

取代反应 C中产生“喷泉”现象 除去未反应的苯蒸气和溴蒸气 450 关闭K2打开K3，将装置C中导管b的下端插入水中，双手捂热烧瓶，若观察到导管口有气泡产生，则说明装置C的气密性良好

【解析】

(1)苯与溴在溴化铁做催化剂的条件下发生取代反应，生成溴苯和溴化氢；

(2)由于反应放热，苯和液溴均易挥发，溴的存在干扰检验H+和Br-；

(3)根据相对密度进行计算；

(4)根据装置气密性检验的原理解答.

(1)在烧瓶A中，苯与溴在溴化铁作催化剂的条件下生成溴苯和溴化氢，苯分子里的氢原子被溴原子所代替，该反应为取代反应，生成的溴化氢极易溶于水，所以C中产生“喷泉”现象，证明反应不是加成反应，所以苯分子中不存在碳碳单双键交替，凯库勒观点错误；

(2)由于苯与液溴发生的取代反应是放热反应，反应放出热量，使苯和液溴均易挥发，进入到反应产生的HBr气体中，可根据苯和溴极易溶于四氯化碳的性质，用四氯化碳除去溴化氢气体中的未反应的溴蒸气和苯，以防干扰检验H+和Br-的存在；

(3)烧瓶中混合气体对H2的相对密度为37.9，故烧瓶中混合气体的平均分子量为M=37.9×2=75.8，设HBr的体积为x，空气的体积为y，则：=75.8，x+y=500，解得x=450 mL，y=50 mL，进入烧瓶中水的体积为HBr的体积，故进入烧瓶中的水的体积为x=450 mL；

(4)装置气密性检验的原理是：通过气体发生器与附设的液体构成封闭体系，依据改变体系内压强时产生的现象（如气泡的生成、水柱的形成、液面的升降等）来判断装置气密性的好坏，所以检查装置C的气密性的操作为关闭K2，打开K3，将装置C中的b导管插入水中，双手握住烧瓶，若观察到b导管口有气泡产生，则装置C的气密性好。