Question

德國化學(xué)家凱庫勒認(rèn)為，苯分子的結(jié)構(gòu)中碳碳間以單、雙鍵交替排列結(jié)合成環(huán)狀．為了驗(yàn)證凱庫勒的觀點(diǎn)，某學(xué)生設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)方案：

①按如圖所示的裝置連接好儀器；
②檢驗(yàn)裝置的氣密性；
③在A中加入適量的苯和液溴的混合液體，再加入少量鐵粉，塞上橡皮塞，打開K₁、K₂、K₃止水夾；
④待燒瓶C中收集滿氣體后，將導(dǎo)管b的下端插入燒杯D里的水中，擠壓預(yù)先盛有水的膠頭滴管，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象．
（1）A中所發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)類型為

 

，能證明凱庫勒觀點(diǎn)錯(cuò)誤的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是

 

．
（2）裝置B的作用是

 

．
（3）燒瓶C的容積為500mL，收集氣體時(shí)，由于空氣未排盡，最終水未能充滿燒瓶，假設(shè)燒瓶中混合氣體對氫氣的相對密度為37.9，則實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，進(jìn)入燒杯中的水的體積為

 

mL（空氣的相對分子質(zhì)量以29計(jì)算）．

Answer 1

考點(diǎn)：性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）苯與溴在溴化鐵做催化劑的條件下發(fā)生取代反應(yīng)，生成溴苯和溴化氫；
（2）由于反應(yīng)放熱，苯和液溴均易揮發(fā)，溴的存在干擾檢驗(yàn)H⁺和Br^-；
（3）燒瓶中混合氣體對H₂的相對密度為37.9，故燒瓶中混合氣體的平均分子量為37.9×2=75.8，根據(jù)平均相對分子質(zhì)量的計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算．

解答： 解：（1）苯與溴在溴化鐵做催化劑的條件下生成溴苯和溴化氫，苯分子里的氫原子被溴原子所代替，
方程式為：，該反應(yīng)為取代反應(yīng)，所以苯分子中不存在碳碳單雙鍵交替，所以凱庫勒觀點(diǎn)錯(cuò)誤，生成的溴化氫極易溶于水，所以C中產(chǎn)生“噴泉”現(xiàn)象，
故答案為：取代反應(yīng)；燒瓶C中產(chǎn)生噴泉現(xiàn)象；  
（2）由于反應(yīng)放熱，苯和液溴均易揮發(fā)，苯和溴極易溶于四氯化碳，用四氯化碳除去溴化氫氣體中的溴蒸氣和苯，以防干擾檢驗(yàn)H⁺和Br^-，
故答案為：吸收揮發(fā)出來的苯及溴蒸汽；
（3）燒瓶中混合氣體對H₂的相對密度為37.9，故燒瓶中混合氣體的平均分子量為37.9×2=75.8，
設(shè)HBr的體積為x，空氣的體積為y，則：

x

500

×81+29×

y

500

=75.8，x+y=500，解得：x=450mL，y=50mL，
故進(jìn)入燒瓶中的水的體積為x=450mL，
故答案為：450．

點(diǎn)評：本題以實(shí)驗(yàn)為載體考查了有機(jī)物苯的性質(zhì)，理清實(shí)驗(yàn)原理是解答的關(guān)鍵，題目難度中等．