实验室制溴苯

实验目的

掌握苯与液溴的取代反应原理,学会溴苯的制取、HBr 的检验和粗产品的提纯。

实验原理

铁与溴反应生成溴化铁:2Fe + 3Br₂ = 2FeBr₃。在 FeBr₃ 催化下,苯分子中的一个氢原子被溴原子取代:C₆H₆ + Br₂ =FeBr₃= C₆H₅Br + HBr。生成的 HBr 遇水蒸气形成白雾,通入硝酸银溶液会产生浅黄色的溴化银沉淀。粗溴苯中溶有溴,可用氢氧化钠溶液洗涤除去。

实验器材

• 苯
• 液溴
• 铁粉
• 圆底烧瓶(带长导管)
• 四氯化碳(除去溴蒸气)
• 硝酸银溶液
• 氢氧化钠溶液
• 分液漏斗

实验步骤

1. 在烧瓶中加入苯和液溴,再加入少量铁粉,迅速塞好塞子。
2. 长导管兼起导气和冷凝回流作用,出口连接洗气和检验装置。
3. 让气体先通过四氯化碳,再通入硝酸银溶液,观察现象。
4. 反应后将烧瓶中液体倒入氢氧化钠溶液中,振荡后静置分液。
5. 水洗、干燥后可蒸馏,得到纯净溴苯。

实验现象与结论

反应剧烈,烧瓶内有红棕色蒸气,导管口有白雾;硝酸银溶液中产生浅黄色沉淀。粗产品经氢氧化钠溶液洗涤后,下层得到无色油状液体溴苯。结论:苯与液溴在催化剂作用下发生取代反应,生成溴苯和 HBr。

注意事项

• 液溴有毒且腐蚀性强,须在通风橱中取用
• 苯有毒且易燃,远离明火
• 导管口不要插入液面以下,防止倒吸
• 废液按规定回收,不可直接倒入下水道

常见问题

制溴苯时铁粉起什么作用?

铁与溴反应生成 FeBr₃,FeBr₃ 是该取代反应的催化剂。

用硝酸银检验 HBr 前为什么先通过四氯化碳?

溴蒸气也会使硝酸银溶液产生沉淀,干扰检验,四氯化碳可吸收溴蒸气。