Question

如图中A是制取溴苯的实验装置，B、C是改进后的装置，请仔细分析，对比三个装置，回答以下问题：

A.    B.     C.

(1)写出三个装置中所共同发生的主要反应的化学方程式：__________________。苯参与的反应的反应类型为________________

(2)装置 A 和 C 均采用了长玻璃导管，其作用是______________。

(3)在按装置 B 装好仪器及药品后要使反应开始，应对装置 B 进行的操作是_____________；分子式为 C₈H₁₀且属于苯的同系物的结构有_______________种。

(4)装置 B，C 较好地解决了 A 中加装药品和使装置及时密封的矛盾，方便了操作。A 装置中这一问题在实验中造成的后果是______________。

(5)B 中采用了洗气瓶吸收装置，其作用是_______________，反应后洗气瓶中可能出现的现象是_________________。

(6)B 装置也存在两个明显的缺点，使实验的效果不好或不能正常进行。这两个缺点是_________。

Answer

2Fe + 3Br2 = 2FcBr3； 取代反应 导出HBr，兼冷凝器的作用 B中旋开分液漏斗的活塞，使溴和苯的混合液滴在铁粉上 4 溴和苯蒸气逸出，污染环境 吸收反应中随HBr逸出的溴蒸气和苯蒸气 CCl4由无色变为橙色 ①随HBr逸出的溴蒸气和苯蒸气不能回流到反应器中，原料利用率低；②由于导管插入AgNO3溶液中而易产生倒吸

【解析】

(1)A、B、C三种装置都可制取溴苯,都会发生铁与溴的反应、苯与溴的取代反应；

(2)苯和溴易挥发，长导管能导气及回流冷凝作用；

(3)根据溴和苯的混合液与铁粉混合才能发生反应，分子式为 C8H10且属于苯的同系物为与苯相差2个-CH2，且结构相似，据此判断个数；

(4) 由于Br2和苯很容易挥发，由于A装置不能及时的密封，所以会造成苯和溴蒸气逸出，污染环境，据此回答；

(5) B中洗气瓶中装有CCl4有机溶剂，它可以吸收苯蒸气和溴蒸气，溴溶于CCl4，呈橙色，所以CCl4溶液会由无色变为橙色；

(6)从原料利用率和实验安全角度思考此问题。

(1)三个装置均是溴苯的制备装置，其制备原理为溴与铁反应生溴化铁，苯和液溴在溴化铁的催化下生成溴苯和溴化氢，反应的化学方程式为2Fe + 3Br2 = 2FcBr3；，其中苯环参与的反应为取代反应，故答案为：2Fe + 3Br2 = 2FcBr3，；取代反应；

(2) A、C中长导管的作用是将反应生成的HBr气体导入水中，由于该反应放热，所以长导管也起到了冷凝的作用，故答案为：导出HBr，兼冷凝器的作用；

(3)装置B可以控制反应的发生和停止，B装置通过分液漏斗控制，旋开分液漏斗的旋塞时，反应开始，分子式为 C8H10且属于苯的同系物的结构有：对二甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、苯乙烷4种，故答案为：B中旋开分液漏斗的活塞，使溴和苯的混合液滴在铁粉上；4；

(4)由于Br2和苯很容易挥发，由于A装置不能及时的密封，所以会造成苯和溴蒸气逸出，污染环境，故答案为：溴和苯蒸气逸出，污染环境；

(5)B中洗气瓶中装有CCl4有机溶剂，它可以吸收苯蒸气和溴蒸气，溴溶于CCl4，呈橙色，所以CCl4溶液会由无色变为橙色，故答案为：吸收反应中随HBr逸出的溴蒸气和苯蒸气；CCl4由无色变为橙色；

(6)B装置中存在的主要问题就是由于苯蒸气和溴蒸气的挥发且不能回流，从而导致原材料的浪费，利用率降低，另外导管直接插入AgNO3溶液中，若反应突然停止，导管内压强突然降低，很容易发生倒吸现象，故答案为：①随HBr逸出的溴蒸气和苯蒸气不能回流到反应器中，原料利用率低；②由于导管插入AgNO3溶液中而易产生倒吸。