内容正文:
微专题04 芳香烃
考点1 苯的两个重要实验
[典例1] 某化学课外小组用下图装置制取溴苯。
先向分液漏斗中加入苯和液溴,再将混合液慢慢滴入反应器A(A下端活塞关闭)中。
(1)写出A中反应的化学方程式________________________。
(2)观察到A中的现象是__________________________________。
(3)实验结束时,打开A下端的活塞,让反应液流入B中,充分振荡,目的是________________________,写出有关的化学方程式__________________________。
(4)C中盛放CCl4的作用是__________________________________。
(5)能证明苯和液溴发生的是取代反应,而不是加成反应,可向试管D中加入AgNO3溶液,若产生淡黄色沉淀,则能证明。另一种验证的方法是向试管D中加入___________________________________,现象是_______________________。
[解析]本题主要考查溴苯制备过程中的具体实验知识。由于苯、液溴的沸点较低,且反应为放热反应,故A中观察到的现象为:反应液微沸,有红棕色气体充满A容器。HBr中混有的Br2在经过CCl4时被吸收;在制备的溴苯中常混有Br2,一般加入NaOH溶液中,因发生反应Br2+2NaOH===NaBr+NaBrO+H2O而除去。若该反应为取代反应则必有HBr生成,若为加成反应则没有HBr生成,故只需检查D中是否含有大量H+或Br-即可。
[答案](1)
(2)反应液微沸,有红棕色气体充满A容器
(3)除去溶于溴苯中的溴 Br2+2NaOH===NaBr+NaBrO+H2O(或3Br2+6NaOH===5NaBr+NaBrO3+3H2O)
(4)除去溴化氢气体中的溴蒸气
(5)石蕊试液 溶液变红色(其他合理答案也对)
[易错提醒]溴易挥发,干扰HBr检验。
[典例2]
实验室用苯和浓硝酸、浓硫酸发生反应制取硝基苯的装置如图所示。请回答下列问题:
(1)反应需在50~60 ℃的温度下进行,图中给反应物加热的方法是________,其优点是________________________和______________________。
(2)在配制混合酸时应将________加入________中去。
(3)该反应的化学方程式是________________________________________。
(4)由于装置的缺陷,该实验可能会导致的不良后果是____________________________。
(5)反应完毕后,除去混合酸,所得粗产品用如下操作精制:
①蒸馏 ②水洗 ③用干燥剂干燥 ④用10% NaOH溶液洗
正确的操作顺序是______________(填序号)。
[解析](1)反应条件中加热温度在100 ℃以下时,可以采用水浴加热法,此方法优点在于使反应物受热均匀,且易于控制温度。(2)配制混合酸时,应将浓硫酸加入浓硝酸中去。(4)由于缺乏冷凝回流装置,苯、浓硝酸等受热易挥发,造成环境污染。(5)结合苯、硝基苯、浓硫酸、浓硝酸的物理化学性质,可知粗产品先用水洗去多数酸液,再用10%的NaOH溶液洗去水洗未洗净的少量酸液,然后再水洗去NaOH溶液,经过干燥得到苯与硝基苯的混合物,再经蒸馏即可得到纯净的硝基苯。
[答案](1)水浴加热 便于控制温度 受热均匀
(2)浓硫酸 浓硝酸
(3)
(4)苯、浓硝酸等挥发到空气中,造成污染
(5)②④②③①
[易错提醒] (1)苯和硝酸易挥发。
(2)混酸配制类比浓硫酸稀释。
[关键能力]
苯的两个重要实验
1.卤代反应——溴苯的实验室制法
实验原理
溴苯是无色液体,不溶于水,密度比水大。
实验方案
装置
步骤
a.安装好装置,检查气密性;
b.把苯和少量液态溴放在烧瓶中;
c.加入少量铁屑作催化剂;
d.用带导管的橡胶塞塞紧瓶口
实验现象
a.常温时,很快看到在导管口附近出现白雾(溴化氢遇水蒸气形成);
b.反应完毕后,向锥形瓶内的液体滴入AgNO3溶液,有淡黄色溴化银沉淀生成;
c.把烧瓶中的液体倒入盛有水的烧杯中,烧杯底部有褐色不溶于水的液体出现
2.硝化反应——硝基苯的实验室制法
实验原理
硝基苯是无色、有苦杏仁味的油状液体,密度比水大,不溶于水,有毒。
实验方案
装置
步骤
a.安装好装置,检查气密性;
b.配制混合酸:先将1.5 mL浓硝酸注入大试管中,再慢慢注入2 mL浓硫酸,并及时摇匀和冷却;
c.向冷却后的混合酸中逐滴加入1 mL苯,充分振荡,混合均匀;
d.将大试管放在50~60℃的水浴中加热
实验现象