Question

2．2-氯乙醇是一种重要的有机化工原料，受热时易分解．通常是以适量的2-氯乙醇为溶剂，用氯化氢与环氧乙烷反应制得新的2-氯乙醇．制取反应装置如图所示．
反应原理为：（g）+HCl（g）?ClCH₂CH₂OH（l）△H＜0
部分实验药品及物理量：

化合物名称	相对分子质量	熔点（℃）	沸点（℃）
环氧乙烷	44	-112，2	10.8
2-氯乙醇	80.5	-67.5	128.8

制取与测定实验步骤如下：
Ⅰ.2-氯乙醇的制取
①将溶剂2-氯乙醇加入三颈烧瓶中，启动搅拌器；②分别将氯化氢与环氧乙烷两种气体按6：5（物质的量）的配比通入反应器中，使其在溶剂中充分溶解反应；③反应温度控制在30℃，持续反应100min；④采用减压蒸馏，收集产品．
（1）装置中使用恒压分液漏斗的优点是平衡气压，使分液漏斗内的液体能顺利滴下．
（2）在步骤④中，采用减压分馏的原因是减小压强，使液体沸点降低，防止2-氯乙醇因温度过高而分解．
（3）写出实验步骤中提高环氧乙烷利用率的措施：氯化氢过量、反应温度控制在30℃．（写出两点）
Ⅱ.2-氯乙醇含量的测定．
已知：①ClCH₂CH₂OH+NaOH$\stackrel{△}{→}$HOCH₂CH₂OH+NaCl（水解反应）
②K_sp（AgCl）=1.8×10^-30；K_sp（AgSCN）=1.0×10^-12
③经检测，所得样品中还含有一定量的氯化氢和其它杂质（杂质不与NaOH和AgNO₃溶液反应），密度约为1.10g•mL^-1．
样品中Cl元素含量的测定，涉及的实验步骤如下：
a．待完全水解后加稀硝酸至酸性；
b．加入32.50mL0.400mol•L^-1AgNO₃溶液，使Cl^-完全沉淀；
c．取样品1.00mL于锥形瓶中，加入NaOH溶液，加热；
d．向其中加入2.00mL硝基苯（密度：1.21g•mL^-1），振荡，使沉淀表面被有机物覆盖；
e．加入指示剂，用0.100mol•L^-1NH₄SCN溶液滴定过量Ag⁺至终点，消耗NH₄SCN溶液10.00mL；
f．另取样品1.00mL加水稀释成10.00mL，用pH计测定，测得溶液的pH为1.00．
（4）在上述实验步骤a-e中，
①合理的操作顺序是cabde．（选填序号）
②操作d加入硝基苯的目的是防止在滴加NH₄CSN时，AgCl沉淀部分转化为AgSCN沉淀，若无此操作，则所测样品中Cl元素含量将会偏小．（填“偏大”、“偏小”或“不变”）
③操作e选用的指示剂可以是下列的C．（选填序号）
A．淀粉溶液 B．酚酞溶液 C．NH₄Fe（SO₄）₂溶液 D．FeCl₂溶液
（5）根据实验测定的数据计算，样品中2-氯乙醇的质量分数为80.50%．
（6）2-氯乙醇能否与水反应生成HCl？请设计实验验证：取少量2-氯乙醇于试管中，加水溶解，振荡后滴加硝酸银溶液，观察是否有白色沉淀，如有，则表明2-氯乙醇能与水发生反应，否则，不会反应．

Answer 1

分析 本题是利用浓硫酸和氯化钠固体混合加热制取氯化氢，再将环氧乙烷与氯化氢在低温下，发生加成反应生成2-氯乙醇，并根据沸点差异，将反应后的混合利用减压蒸馏的方式分离提纯得到2-氯乙醇；
I．（1）恒压分液漏斗的特点是能保证液面上方和容器内压强相等，有利于漏斗内液体流下；
（2）减压蒸馏能降低液体的沸点，可防止馏份在高温下受热分解；
（3）此反应的特征是放热的可逆反应，可通过增加反应物的量或降温促进平衡正向移动，提高反应物的转化率；
Ⅱ．（4）①欲测定2-氯乙醇中氯元素的含量，可利用卤代烃的水解原理，使2-氯乙醇在氢氧化钠溶液中通过加热使之完全水解，再利用稀硝酸酸化中和多余的NaOH溶液，再滴加过量AgNO₃溶液，使溶液中Cl^-完全转化为AgCl沉淀，利用NH₄SCN溶液滴定多余的Ag⁺，由此计算出滴定Cl^-消耗的Ag⁺的量，从而计算出氯元素的含量；
②混合液中AgCl存在溶解平衡，滴加NH₄SCN溶液，可能会促进平衡正向移动，生成AgSCN；
③NH₄SCN溶液遇Fe³⁺的溶液显红色，则可利用含有Fe³⁺的溶液检验NH₄SCN是否滴加过量；
（5）根据实验操作可知，溶液里Cl^-的物质的量为AgNO₃的总物质的量减去NH₄SCN的物质的量，另外原样品中混合的HCl的物质的量可根据样品稀释后溶液的pH进行计算，从而计算出实际2-氯乙醇中氯元素的质量，并计算出氯元素的质量分数；
（6）欲检验2-氯乙醇是否与水反应生成氯化氢，可检验混合液中是否含有氯离子．

解答 解：（1）使用恒压分液漏斗可确保漏斗液面上方压强和烧瓶内气体压强相等，使漏斗内液体顺利流下，故答案为：平衡气压，使分液漏斗内的液体能顺利滴下；
（2）因为2-氯乙醇高温下易分解，可通过减压蒸馏的方法，降低其沸点，防分解，故答案为：减小压强，使液体沸点降低，防止2-氯乙醇因温度过高而分解；
（3）可通过增大氯化氢的量或降温（控制反应温度控制在30℃）等方法促进平衡正向移动，提高环氧乙烷的利用率，故答案为：氯化氢过量；反应温度控制在30℃；
（4）①为样品中Cl元素含量的测定，可通过先取样品1.00mL于锥形瓶中，加入NaOH溶液，加热；待完全水解后加稀硝酸至酸性；然后加入32.50mL0.400mol•L^-1AgNO₃溶液，使Cl^-完全沉淀；再向其中加入2.00mL硝基苯（密度：1.21g•mL^-1），振荡，使沉淀表面被有机物覆盖；最后加入指示剂，用0.100mol•L^-1NH₄SCN溶液滴定过量Ag⁺至终点，消耗NH₄SCN溶液10.00mL；故答案为：cabde；
②防止在滴加NH₄SCN时，AgCl沉淀部分转化为AgSCN沉淀，滴NH₄SCN溶液前可加入硝基苯使沉淀表面被有机物覆盖，如果不进行此操作，则会有AgCl部分电离，消耗的NH₄SCN溶液偏多，导致样品中氯元素的含量偏小，
故答案为：防止在滴加NH₄SCN时，AgCl沉淀部分转化为AgSCN沉淀；偏小；
③可利用溶液里Fe³⁺来检验NH₄SCN溶液是否过量，现象是当溶液显血红色时可知滴定终点，故答案为：C；
（5）样品中含有HCl的物质的量为：0.1mol/L×0.01L=0.001mol；总AgNO₃的物质的量为0.4mol/L×0.0325L=0.013mol；滴定消耗NH₄SCN的物质的量为0.1mol/L×0.01L=0.001mol；则样品中氯原子的物质的量为：0.013mol-0.001mol-0.001mol=0.011mol；样品中氯元素的质量分数为：$\frac{0.011mol×80.5g/mol}{1mL×1.1g/mL}×100%$=80.5%，
故答案为：80.5%；
（6）欲证明2-氯乙醇与水反应生成氯化氢，可通过取少量2-氯乙醇于试管中，加水溶解，振荡后滴加硝酸银溶液，观察是否有白色沉淀，如有，则表明2-氯乙醇能与水发生反应，否则，不会反应，
故答案为：取少量2-氯乙醇于试管中，加水溶解，振荡后滴加硝酸银溶液，观察是否有白色沉淀，如有，则表明2-氯乙醇能与水发生反应，否则，不会反应．

点评 本题以制备2-氯乙醇并测定样品中氯元素的含量为载体，考查物质的制备实验与评价，涉及混合物的分离提纯、滴定原理、离子的检验等实验基本操作，属基础考查，难度适中，对学生的实验技能及分析问题、解决问题的能力要求较高．