Question

溴苯是一种化工原料，实验室合成溴苯的装置示意图及有关数据如下：

物质	苯	溴	溴苯
密度/(g·cm^-3)	0.88	3.12	1.50
沸点/℃	80	59	156
水中溶解性	微溶	微溶	微溶

按下列合成步骤回答问题：

（1）在a中加入15mL无水苯和少量铁屑。在b中小心加入4.0mL液态溴。向a中滴入几滴溴，有白色烟雾产生，是因为生成了___气体。继续滴加至液溴滴完。装置d的作用是___。

（2）液溴滴完后，经过下列步骤分离提纯：

①向a中加入10mL水，然后过滤除去未反应的铁屑；

②滤液依次用10mL水、8mL10%的NaOH溶液、10mL水洗涤。NaOH溶液洗涤的作用是___。

③向分液分离出的粗溴苯中加入少量的无水氯化钙，静置、过滤。加入氯化钙的目的是___。

（3）经以上分离操作后，粗溴苯中还含有的主要杂质为___。要进一步提纯，下列操作合理的是___(填序号)。

A.重结晶        B.过滤          C.蒸馏           D.萃取

（4）在该实验中，a的容积最适合的是___(填序号)。

A.25mL             B.50mL               C.250mL          D.509mL

Answer

HBr 吸收HBr和Br2 除去HBr和未反应的Br2 干燥粗溴苯 苯 C B

【解析】

a中，Fe和溴发生氧化反应生成溴化铁，在溴化铁作催化剂条件下，苯和溴发生取代反应生成溴苯和HBr，HBr遇水蒸气生成氢溴酸小液滴而产生白雾，冷凝管有冷凝回流作用，提高反应物的利用率；生成的HBr和挥发出的溴通过导气管进入d中和氢氧化钠反应生成钠盐，结合溴苯的性质分析解答。

(1)苯与液溴发生取代反应生成溴苯和溴化氢，溴化氢极易吸收空气中的水蒸气形成小液滴，故装置a中有白色烟雾产生；装置d中装有的氢氧化钠溶液可以吸收HBr和Br2，故答案为：HBr；吸收HBr和Br2；

(2)②溴苯提纯的方法是：先水洗，把可溶物溶解在水中，然后过滤除去未反应的铁屑，再加NaOH溶液，把HBr及未反应的Br2变成NaBr和NaBrO洗到水中，故答案为：除去HBr和未反应的Br2；

③无水氯化钙作干燥剂，加入无水氯化钙的目的是干燥粗溴苯，故答案为：干燥粗溴苯；

(3)苯与溴苯互溶，经过水和氢氧化钠溶液洗涤后，无法除去苯，所以粗溴苯中还含有的主要杂质为苯；苯与溴苯互溶，可以根据苯与溴苯的沸点不同，用蒸馏法分离，故答案为：C。

(4)根据题意，在a中加入15mL无水苯和少量铁屑，在b中小心加入4.0mL液态溴，液溴滴完后，又向a中加入10mL水，此时a中液体总体积接近30mL，所以a的容积最适合的是50mL，故答案为：B。