4 逢考必备溴苯和硝基苯.docx
- 文档编号:23882894
- 上传时间:2023-05-21
- 格式:DOCX
- 页数:19
- 大小:233.60KB
4 逢考必备溴苯和硝基苯.docx
《4 逢考必备溴苯和硝基苯.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《4 逢考必备溴苯和硝基苯.docx(19页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
4逢考必备溴苯和硝基苯
逢考必备--溴苯和硝基苯
一、书上这样讲
1.苯与溴的反应
(1)实验原理:
(2)反应原料:
苯、纯溴、铁
(3)反应装置:
S+l
g(具支试管、(或锥形瓶、广口瓶、烧瓶、大试管等)、分液漏斗等)
(4)尾气处理:
吸收法(用碱液吸收,一般用NaOH溶液)
(5)几点说明:
①将反应混合物倒入水中,呈褐色不溶于水的液体,是因为未反应的溴溶解在溴苯中的缘故,可用碱溶液(NaOH溶液)反复洗涤在分液。
②不能用甲苯的方法来除去溴苯中溶解的溴,因为苯也能溶解溴苯。
③AgNO3溶液中有浅黄色沉淀生成,说明有HBr气体生成,该反应应为取代反应。
④若无吸收管,则AgNO3溶液中有浅黄色沉淀生成,不能说明该反应为取代
反应,因为Br2(g)溶于水形成溴水也能使AgNO3溶液中产生浅黄色沉淀。
⑤吸收管中CCl4的作用是吸收Br2(g),防止对HBr检验的干扰。
2、硝基苯的实验室制法
(1)反应原理:
(2)反应原料:
电石、饱和食盐水
(3)反应装置:
大试管、长玻璃导管、温度计、烧杯、酒精灯等,如下图。
(4)注意事项:
①硝化反应一定要用浓硝酸和浓硫酸。
②实验中一定要严格控制温度,采取水浴加热。
水浴温度不宜过高,如温度过高不仅会引起苯和硝酸的挥发,还会使浓硝酸分解产生NO2等,也容易生成较多的副产物二硝基苯(有剧毒)。
因此控制好温度是做好本实验的关键。
③苯和混合酸是不互溶的,为了使反应进行得充分要不断振荡试管,并且加热十分钟,其目的也是为了使反应进行得更充分。
④纯净的硝基苯为无色油状的液体,密度比水大,又苦杏仁味,因混有少量NO2而使制得的硝基苯呈淡黄色。
⑤硝基苯有毒,沾到皮肤上或它的蒸汽被人体吸收都能引起中毒。
如果硝基苯的液体沾到皮肤上,应迅速用酒精擦洗,再用肥皂水洗净。
二、平时这样练、高考这样考
1.实验室制备硝基苯的主要步骤如下:
①配制一定比例的浓硫酸和浓硝酸的混合酸加入反应器中。
②向室温下的混合酸中逐滴加入一定量的苯,充分振荡,混合均匀。
③在50℃~60℃下发生反应。
④除去混合酸后,粗产品依次用蒸馏水和5%的NaOH溶液洗涤,最后用蒸馏水洗涤。
⑤将用无水氯化钙干燥后的粗硝基苯进行蒸馏,得到纯硝基苯。
(1)配制一定比例浓硝酸和浓硫酸混合酸时,操作注意事项是;
(2)步骤③的加热方式是;
(3)步骤④中,洗涤、分离粗硝基苯应使用的主要玻璃仪器是;
(4)步骤④中,粗产品用5%的NaOH溶液洗涤的目的是;
(5)纯硝基苯是无色、密度比水(填“大”或“小”)、具有气味的油状液体。
【答案】
(1)一定要将浓H2SO4沿烧杯内壁缓缓注入盛有浓HNO3的烧杯中,并不断搅拌,冷却
(2)50℃~60℃水浴加热(3)分液漏斗(4)洗去粗产品中的酸性杂质
(5)大,苦杏仁
【解析】
试题分析:
(1)浓硫酸与浓硝酸混合放出大量的热,配制混酸操作注意事项是:
先将浓硝酸注入容器中,再慢慢注入浓硫酸,并及时搅拌和冷却,防止溅出伤人;
(2)由于控制温度50-60℃,应采取50~60℃水浴加热;(3)硝基苯是油状液体,与水不互溶,分离互不相溶的液态,采取分液操作,需要用分液漏斗;(4)反应得到粗产品中有残留的硝酸及硫酸,用氢氧化钠溶液洗涤除去粗产品中残留的酸;(5)硝基苯的密度比水大,具有苦杏仁味。
2.实验室制备硝基苯的方法是将苯与浓硫酸和浓硝酸的混合液加热到55~60℃反应,已知苯与硝基苯的基本物理性质如下表所示:
熔点
沸点
状态
苯
5.51℃
80.1℃
液体
硝基苯
5.7℃
210.9℃
液体
(1)要配制浓硫酸和浓硝酸的混合酸的注意事项是_________。
(2)分离硝基苯和水的混合物的方法是________;分离硝基苯和苯的方法是____________。
(3)某同学用如图装置制取硝基苯:
①用水浴加热的优点是_____________________;
②指出该装置的两处缺陷___________________;___________。
【答案】
(1)将浓H2SO4沿烧杯内壁缓缓注入浓HNO3中,并用玻璃棒不断搅拌
(2)分液 蒸馏
(3)①使反应体系受热均匀,容易控制温度 ②试管底部不能与烧杯底部接触 试管口缺少一个带有长直玻璃导管的橡皮塞
【解析】
试题分析:
(1)试剂的混合顺序是:
把浓硫酸缓缓注入到浓硝酸中并及时搅拌冷却,最后逐滴加入苯,边加边振荡,使混酸与苯混合均匀。
(2)硝基苯和水互不相溶,可用分液的方法分离。
硝基苯和苯互溶,沸点相差较大,可考虑用蒸馏的方法分离。
(3)①水浴加热可以使反应物受热均匀,并且温度容易控制。
②两处缺陷分别是:
盛放反应物的试管不能接触烧杯底部;为了防止苯、硝酸的挥发应在试管口加一个长的直玻璃管,起到冷凝回流作用,如图。
3.实验室制取硝基苯常用下图装置:
(1)苯的硝化反应是在浓H2SO4和浓HNO3的混合酸中进行的,混酸的添加顺序是先加后加。
(2)请写出该反应的方程式_______________________________。
(3)被水浴加热的试管口部都要带一长导管,其作用是_____________________________
(4)苯的化学性质是易取代,那么除了苯的硝化反应外,你还能写出其他的取代反应方程式吗?
请写出.
【答案】
(1)先加入浓硝酸,然后再加入浓硫酸
(2)
(3)使反应物冷凝回流
(4)
+Br2
+HBr
【解析】
试题分析:
(1)浓硫酸的密度较大,并且稀释的过程中会放出大量的热量所以在添加顺序时应该先加入浓硝酸,然后再加入浓硫酸。
(2)苯与混酸反应生成硝基苯的化学方程式为
(3)浓硝酸具有挥发性,长导管的作用是冷凝使反应物回流至反应容器中。
(4)苯除了与混酸发生取代反应外还可以与液溴发生取代反应,反应的化学方程式为
+Br2
+HBr
4.某活动小组进行实验室制取硝基苯和溴苯的实验,
(1)写出制取硝基苯的化学方程式______________________
写出制取溴苯的化学方程式______________________
(2)两个实验中除苯外,还需选用哪些药品_______________(可以多选)
A溴水B液溴C浓硝酸D稀硝酸
E浓硫酸F稀硫酸GFe粉H氯化铁
(3)用如图所示装置制取硝基苯时,长玻璃导管的作用是_________。
(4)纯净的溴苯是无色,密度比水大,不溶于水的液体,因溶有溴而呈褐色,可加入_____________溶液洗涤除去其中的溴,写出该溶液除去溴的反应的化学方程式________________________________。
【答案】
(1)
;
(2)BCEG(3)冷凝回流(4)NaOH2NaOH+Br2=NaBr+NaBrO+H2O
【解析】
试题分析:
该题考查苯的性质。
(1)在一定条件下苯可以发生和硝酸或液溴取代反应酸性硝基苯和溴苯。
(2)制取硝基苯,需要浓硝酸和浓硫酸。
制取溴苯需要用铁作催化剂,所以答案是BCEG。
(3)苯易挥发,所以长玻璃导管起冷凝回流的作用。
(4)溴能溶于氢氧化钠溶液中,所以可以用氢氧化钠除去溴苯中的溴。
5.为探究苯与溴的取代反应,甲用如图装置Ⅰ进行如下实验:
将一定量的苯和溴放在烧瓶中,同时加入少量铁屑,3~5min后发现装有AgNO3溶液的锥形瓶中有浅黄色的沉淀生成,即证明苯与溴发生了取代反应。
(1)装置I中①的化学方程式为
_______________________________________________________,
_______________________________________________________。
(2)①中长导管的作用是________________________________________________。
(3)烧瓶中生成的红褐色油状液滴的成分是__________________________,要想得到纯净的产物,可用____________试剂洗涤。
洗涤后分离产品应使用的仪器是_______________。
(4)甲做实验时,乙观察到烧瓶中液体沸腾并有红棕色气体从导管中逸出,提出必须先除去红棕色气体,才能验证锥形瓶中的产物,原因是_____________________________。
(5)乙同学设计如图所示装置Ⅱ,并用下列某些试剂完成该实验。
可选用的试剂是:
苯;液溴;浓硫酸;氢氧化钠溶液;硝酸银溶液;四氯化碳。
a的作用是___________________________________
b中的试剂是_________________________________
比较两套装置,装置Ⅱ的主要优点是:
(答出两点即可)
①____________________________________________
②____________________________________________
【答案】(11分)
(1)2Fe+3Br2===2FeBr3
(2)导气,冷凝回流
(3)
与Br2NaOH溶液分液漏斗
(4)挥发出的溴蒸气也能与硝酸银溶液反应产生AgBr浅黄色沉淀
(5)防止倒吸安全装置苯或四氯化碳
主要优点是:
①防止倒吸 ②可以控制反应进行程度 ③避免杂质干扰 ④防止污染空气
【解析】
试题分析:
(1)因溴与铁反应生成溴化铁:
2Fe+3Br2═2FeBr3,苯和液溴在溴化铁的催化作用下生成溴苯和溴化氢:
C6H6+Br2
C6H5Br+HBr,故答案为:
2Fe+3Br2═2FeBr3,C6H6+Br2
C6H5Br+HBr。
(2)反应为放热反应,长导管让挥发出来的溴单质冷凝,防止对产物的干扰,即长导管的作用为导气,冷凝回流。
(3)反应生成的硝基苯和溴互溶呈红褐色油状液滴。
可用NaOH溶液试剂洗涤,让反应生成溶于水的物质,再进行分液,故答案为
与Br2NaOH溶液分液漏斗。
(4)验证先首先要除杂,否则挥发出的溴蒸气也能与硝酸银溶液反应产生AgBr浅黄色沉淀。
(5)从图上信息可知,支管是短进短出a的的作用是防止倒吸安全装置。
B中要除去Br2,试剂为苯或四氯化碳。
根据以上分析,装置Ⅱ的主要优点是①防止倒吸;②可以控制反应进行程度;③避免杂质干扰;④防止污染空气。
6.用A、B、C三种装置都可制取溴苯,请仔细分析三套装置,然后回答下列问题:
(1)写出三个装置中都发生反应的化学方程式、;写出B试管中发生反应的化学方程式。
(2)装置A、C中长导管的作用是。
(3)B、C装置已连接好,并进行了气密性检验,也装入了合适的药品,接下来要使反应开始,对B应进行的操作是,
对C应进行的操作是。
(4)A中存在加装药品和及时密封的矛盾,因而在实验中易造成的不良后果是。
(5)B中采用了双球吸收管,其作用是;反应后双球管中可能出现的现象是;双球管内液体不能太多,原因是。
(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。
【答案】
(1)2Fe+3Br2=2FeBr3
HBr+AgNO3=AgBr↓+HNO3
(2)导气(导出HBr)兼冷凝(冷凝苯和溴蒸气)
(3)打开分液漏斗上端塞子,旋转分液漏斗活塞,使溴和苯的混合液滴到铁粉上托起软橡胶袋使铁粉沿导管进入溴和苯组成的混合液中
(4)溴和苯蒸气逸出,污染环境
(5)吸收反应中随HBr气体逸出的溴和苯蒸气,CCl4由无色变橙色液体过多,会被气体压入试管中。
(6)①随HBr逸出的溴蒸气和苯蒸气不能回流到反应容器中,原料利用率低,②由于导管插入AgNO3溶液中而产生倒吸
【解析】苯与液溴在Fe(实际为FeBr3)作用下反应剧烈生成Br和
气体。
从导管中导出的气体可能含有苯和溴,因此应用长导管进行冷凝回流。
比较三个装置可知,只有B未采用长导管冷凝回流,但B用双球吸收管吸收了随HBr逸出的苯和溴,未被吸收的HBr进入AgNO3溶液,发生反应HBr+AgNO3=AgBr↓+HNO3。
此处需注意,双球吸收管中的液体不能装得太多,否则CCl4易被导出的气体压入试管中。
比较三个装置的优缺点可知,A直接将反应物装入装置中,易使溴和苯逸出而污染环境。
而B装置中将导管直接插入AgNO3溶液中容易发生倒吸,且溴蒸气与苯蒸气不能冷凝回流。
7.下图为苯和溴的取代反应的改进实验装置图。
其中A为具支试管改制成的反应容器,在其下端开了一小孔,塞好石棉绒,再加入铁屑粉少量。
填写下列空白:
(注:
溴苯与NaOH溶液不可以发生水解反应)
(1)向反应容器A中逐滴加入溴和苯的混合液,几秒钟内就发生反应。
写出A中所发生反应的化学方程式(有机物写结构简式):
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)试管C中苯的作用是_________;反应开始后,观察D和E试管,看到的现象为:
D中:
_____________________________________;
E中:
_________________________________。
(3)反应2min至3min后,在B中的NaOH溶液可观察到的现象是
________________________________________________________________________。
(4)在上述整套装置中,具有防倒吸的仪器有________(填字母)。
(5)改进后的实验除①步骤简单,操作方便,成功率高;②各步现象明显;③对产品便于观察这3个优点外,还有一个优点是:
_________________________________。
【答案】
(1)2Fe+3Br2===2FeBr3
。
(2)除去HBr中混有的溴蒸气;
D中:
石蕊试液变红,并在导管口有白雾产生;
E中:
出现浅黄色沉淀,在导管口有白雾产生。
(3)在溶液底部有无色油状液体出现。
(4)DEF(填字母)。
(5)还有一个优点是:
尾气吸收处理完全,防止污染空气
【解析】
试题分析:
(1))向反应容器A中逐滴加入溴和苯的混合液,则发生的化学反应方程式为2Fe+3Br2===2FeBr3,
(2)在A中产生的HBr中混有溴蒸气,根据相似相容的原理,可以知道溴蒸汽可以溶于苯溶液中,故C中苯的作用是除去HBr中混有的溴蒸气;由于反应生产了HBr,其为强酸,所以遇到D中的石蕊试液使其变红,HBr类似与HCl,所以在在导管口有白雾产生;在E中的现象则是出现浅黄色沉淀,在导管口有白雾产生;3)反应2min至3min后,产生的
进入B中,由于溴苯与NaOH溶液不可以发生水解反应,所以B中的NaOH溶液可观察到的现象是在溶液底部有无色油状液体出现;(4)在上述整套装置中,由于DE导管没有伸入到液体中,F为倒置的漏斗,所以DEF具有防倒吸的作用;(5)中,生产的HBr能够被氢氧化钠吸收,所以该优点是尾气吸收处理完全,防止污染空气。
8.实验室制备溴苯可用如图所示装置。
请回答下列问题:
(1)关闭F夹,打开C夹,在装有少量苯的三口烧瓶中由A口加入液Br2,再加入少量铁屑,塞住A口,则三口烧瓶中发生反应的化学方程式为:
和。
(2)试管D、E内出现的现象依次为、。
(3)待三口烧瓶中的反应进行到仍有气泡冒出时打开F夹,关闭C夹,可以看到的现象是。
(可多选)
A.甲中的水倒吸入乙中
B.甲中有大量气泡冒出
C.乙中的溶液进入甲中
D.乙中溶液出现分层现象
(4)若要除去溴苯中混有的Br2,可选择试剂_________。
A.酒精B.NaOH溶液C.CCl4D.苯
【答案】
(1)2Fe+3Br2=2FeBr3
(2)D中石蕊试液变红,E中出现淡黄色沉淀。
(3)AD(4)B
【解析】
试题分析:
(1)铁是活泼的金属,和单质溴反应生成溴化铁,在溴化铁的作用下,苯和液溴方式取代反应生成溴苯,反应的方程式分别是2Fe+3Br2=2FeBr3、
。
(2)生成的溴化氢溶于水显酸性,和硝酸银反应生成淡黄色沉淀溴化银,则实验现象是D中石蕊试液变红,E中出现淡黄色沉淀。
(3)由于溴化氢极易溶于水,所以容易单质倒吸,又因为生成的溴苯不溶于水,密度大于水的,则实验中过程到的现象是甲中的水倒吸入乙中、乙中溶液出现分层现象,即答案选AD。
(4)选项ACD和溴苯是互溶或易溶的,不能选择。
单质溴能把氢氧化钠溶液吸收,且溴苯和氢氧化钠不反应,不溶于水,所以正确的答案选B。
9.
(1)某化学课外小组用右图装置制取溴苯。
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中有机反应的化学方程式。
②已知上述有机反应是放热反应,观察到A中的现象是:
及______________。
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。
④C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中滴入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______________________。
(2)乙炔的实验室制法
①反应原理_________________。
②选择合适的制取实验装置______。
③实验中常用饱和食盐水代替水,目的是________________。
④纯净的乙炔气体是无色无味的气体,用电石和水反应制取的乙炔,常含有H2S和PH3而有恶臭气味。
可以用___________溶液除去杂质气体。
【答案】
(1)
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
④除去溴化氢气体中的溴蒸气⑤石蕊试液,溶液变红色
(2)①CaC2+2H2OC2H2↑+Ca(OH)2②C
③减缓电石与水的反应速率④硫酸铜
【解析】
试题分析:
(1)①根据装置可知,A是制取溴苯的,反应的方程式是
。
②由于反应是放热反应,而单质溴是易挥发的,所以观察到的实验现象是反应液微沸和有红棕色气体充满A容器。
③由于生成的溴苯中含有单质溴,所以实验结束时,打开A下端的活塞,让反应液流入B中,充分振荡,目的是除去溶于溴苯中的溴,反应的方程式是Br2+2NaOH=NaBr+NaBrO+H2O。
④由于单质溴也能和硝酸银溶液反应生成白色沉淀,从而干扰溴化氢的检验,所以C中盛放CCl4的作用是除去溴化氢气体中的溴蒸气。
⑤然后是加成反应,则反应中就不会生成溴化氢,因此D中溶液不可能显酸性,据此可以鉴别。
即加入石蕊试液,溶液变红色。
(2)①实验室制取乙炔是利用电石和水反应制取的,方程式是
CaC2+2H2O
C2H2↑+Ca(OH)2。
②由于反应不能加热,所以选项A和B都是错误的。
电石溶于水即粉碎,所以不能用启普发生器,答案选C。
③由于电石和水的反应很剧烈,所以实验中常用饱和食盐水代替水,目的减缓电石与水的反应速率。
④H2S和PH3都能和硫酸铜溶液反应,因此可以用硫酸铜溶液除去该杂质气体。
10.(2012年课标1)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:
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,经过下列步骤分析提纯:
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,下列操作中必须的是(填入正确选项前的字母);
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(填入正确选项前的字母)。
A.25mLB.50mLC.250mLD.500mL
【答案】
【解析】苯和液溴在铁作用下发生取代反应生成溴苯和溴化氢。
Br2+2NaOH==NaBr+NaBrO+H2O,由此可知装置d的作用是吸收HBr和Br2。
无水氯化钙是一种干燥剂,其作用是干燥。
经以上分离操作后,粗溴苯中还含有的主要杂质为苯,要进一步提纯,要经过蒸馏。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 逢考必备溴苯和硝基苯 必备 硝基苯