苯與液溴反應(yīng)的改進(jìn)

李芳芳

摘 要：組裝好儀器，檢查氣密性，集氣瓶中裝CCl4，錐形瓶中裝AgNO3溶液，先往分叉試管的一個(gè)分支中加入四分之一藥匙的鐵粉，再用滴管往另一個(gè)分支中加入3 mL的苯，0.5 mL的液溴，打開導(dǎo)氣管上的活塞，傾斜分叉試管，使苯和液溴的混合物流到裝有鐵粉的支管中，馬上回正試管，等待反應(yīng)開始，觀察反應(yīng)現(xiàn)象。

關(guān)鍵詞：三頸燒瓶；苯；液溴；硝酸銀

我國(guó)著名化學(xué)家傅鷹老師曾經(jīng)說過：“化學(xué)是實(shí)驗(yàn)的科學(xué)，只有實(shí)驗(yàn)才是最高法庭。”化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然學(xué)科，課堂的演示實(shí)驗(yàn)不同于其他實(shí)驗(yàn)，是中學(xué)化學(xué)中必不可缺的教學(xué)方法之一。課堂演示實(shí)驗(yàn)的作用很多：（1）能激發(fā)學(xué)生對(duì)化學(xué)的學(xué)習(xí)興趣，在課堂上使學(xué)生注意力集中，并調(diào)動(dòng)他們的積極性。（2）可以培養(yǎng)學(xué)生的觀察、分析、記憶、綜合、運(yùn)用等能力。（3）通過教師的示范操作，讓學(xué)生學(xué)會(huì)正確使用儀器、試劑和操作的方法，培養(yǎng)他們的實(shí)驗(yàn)技能。（4）設(shè)計(jì)演示實(shí)驗(yàn)，啟發(fā)學(xué)生的解題思路和方法。（5）教師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)實(shí)驗(yàn)作風(fēng)對(duì)學(xué)生能起到“言傳身教”的作用，可以啟發(fā)和影響學(xué)生嚴(yán)格要求自己，形成嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。鑒于實(shí)驗(yàn)有如此重要的地位，所以，我在進(jìn)行課堂演示實(shí)驗(yàn)時(shí)準(zhǔn)備得特別充分，以下是自己對(duì)苯的溴化實(shí)驗(yàn)的一點(diǎn)見解。

蘇教版新教材普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書選修《有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)》第50頁(yè)，苯的溴化實(shí)驗(yàn)是在原人教版老教材的基礎(chǔ)上，針對(duì)減少該實(shí)驗(yàn)演示過程中對(duì)環(huán)境的污染，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更加明顯等方面進(jìn)行改進(jìn)之后的一個(gè)實(shí)驗(yàn)，本實(shí)驗(yàn)也是《有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)》中最重要的一個(gè)有機(jī)物制取實(shí)驗(yàn)。

教科書中附上了形象的插圖：

表述如下：在三頸燒瓶中加入少量鐵粉，向三頸燒瓶的一個(gè)滴液漏斗中加入5 mL苯和1 mL液溴的混合物，另一個(gè)滴液漏斗中加入30 mL的10%的氫氧化鈉溶液，錐形瓶中注入蒸餾水，干燥管中加入堿石灰，連接好儀器，檢查裝置氣密性。先向三頸燒瓶中加入苯和液溴的混合物，觀察三頸燒瓶和錐形瓶中出現(xiàn)的現(xiàn)象，反應(yīng)完畢后，向三頸燒瓶中加入氫氧化鈉溶液，觀察三頸燒瓶中生成物的狀態(tài)。在準(zhǔn)備這堂課的教學(xué)設(shè)計(jì)中，我深入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了一次嘗試，實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)了幾個(gè)問題：（1）實(shí)驗(yàn)室中找到了直徑在10 cm左右的斜三頸燒瓶（裝苯和液溴的混合物以及氫氧化鈉的兩個(gè)分液漏斗只能斜著放，盛藥品的量不能太多），三頸燒瓶必須是干燥的，否則由于HBr在水中的溶解度很大，會(huì)有很多HBr氣體溶于燒瓶壁上的水珠中。（2）苯和液溴都很容易揮發(fā)而且都有毒，使用時(shí)必須特別小心，實(shí)驗(yàn)過程中要先取苯和液溴混合在分液漏斗中，這期間會(huì)揮發(fā)出一定的苯和液溴，在通過分液漏斗向三頸燒瓶中加苯和液溴混合物時(shí)還得打開分液漏斗上口的塞子，這時(shí)也會(huì)揮發(fā)出一定的苯和液溴，苯和液溴的用量越大，對(duì)環(huán)境的污染也越嚴(yán)重。所以，該演示實(shí)驗(yàn)必須在裝有通風(fēng)裝置的實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行。（3）教科書上提到的少量鐵粉，到底多少不明確，我第一次嘗試時(shí)由于怕鐵粉太多了會(huì)消耗掉液溴故而放了很少量的Fe粉，導(dǎo)致反應(yīng)現(xiàn)象不明顯。后來經(jīng)過重試發(fā)現(xiàn)1mol液溴和5 mol苯加入半藥匙鐵粉為宜。（4）反應(yīng)發(fā)生后錐形瓶中的白霧能夠看到，但是往三頸燒瓶中加入稀氫氧化鈉溶液時(shí)，燒瓶?jī)?nèi)的確有褐色物質(zhì)，但是未能看到很明顯的一團(tuán)褐色油狀物沉在底部，燒瓶底部有多余的鐵粉，還有一些油滴狀的物質(zhì)浮在上方，推測(cè)應(yīng)該是未反應(yīng)完全的苯，總之，反應(yīng)結(jié)束后燒瓶?jī)?nèi)現(xiàn)象比較糟糕。（5）實(shí)驗(yàn)裝置搭建比較復(fù)雜，一個(gè)人可能很難短時(shí)間完成。帶著這些問題，我對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)重新進(jìn)行了探究，設(shè)計(jì)了一個(gè)微型實(shí)驗(yàn)。

1.實(shí)驗(yàn)儀器及藥品

分叉試管，帶孔橡膠塞，集氣瓶，導(dǎo)氣管（最好帶活塞），橡皮管，鐵架臺(tái)一個(gè)，分液漏斗一個(gè)，藥匙，苯，液溴，蒸餾水，10%氫氧化鈉溶液，四氯化碳，硝酸銀溶液。

2.實(shí)驗(yàn)過程

如圖所示組裝好儀器，檢查氣密性，集氣瓶中裝CCl4，錐形瓶中裝AgNO3溶液，先往分叉試管的一個(gè)分支中加入四分之一藥匙的鐵粉，再用滴管往另一個(gè)分支中加入3 mL的苯，0.5 mL的液溴，打開導(dǎo)氣管上的活塞，傾斜分叉試管，使苯和液溴的混合物流到裝有鐵粉的支管中，馬上回正試管，等待反應(yīng)開始，觀察分叉試管，集氣瓶和錐形瓶中的現(xiàn)象。反應(yīng)結(jié)束后，關(guān)閉導(dǎo)氣管上的活塞，將分叉試管傾斜，使內(nèi)部的液體混合物和多余的鐵粉分離開，通過分液漏斗往分叉試管中加蒸餾水，觀察分叉試管中剩下的物質(zhì)的狀態(tài)。

3.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

苯和溴的混合物與鐵粉接觸后反應(yīng)比較劇烈，集氣瓶中CCl4呈現(xiàn)橙紅色，錐形瓶口冒出大量的白霧，錐形瓶?jī)?nèi)AgNO3溶液出現(xiàn)淡黃色沉淀。往分叉試管中加入蒸餾水后，

4.改進(jìn)優(yōu)點(diǎn)

首先，實(shí)驗(yàn)裝置大大簡(jiǎn)化，由一個(gè)人在極短的時(shí)間內(nèi)可很快完成，與教科書相比，增加了硝酸銀的使用，更明確取代反應(yīng)后產(chǎn)生了溴化氫，用四氯化碳代替了冷凝管，既減少了很多搭建實(shí)驗(yàn)儀器的麻煩，又增加了說服力，明確與硝酸銀反應(yīng)產(chǎn)生淺黃色沉淀的是溴化氫而非揮發(fā)出的溴單質(zhì)。其次，反應(yīng)裝置容積微型化，可減少有毒試劑的用量，緩減由于有毒試劑的揮發(fā)而導(dǎo)致的室內(nèi)環(huán)境污染。

參考文獻(xiàn)：

[1]王祖浩.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書有機(jī)化學(xué)原理[M].江蘇教育出版社，2008-07.

[2]關(guān)海鷹，梁克瑞，初玉霞.有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2008-05.

[3]張改花.苯的溴代反應(yīng)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2002（03）.

編輯 王團(tuán)蘭