Question

【题目】CCl3CHO是一种药物合成的中间体，可通过CH3CH2OH + 4Cl2 → CCl3CHO+5HCl进行制备。制备时可能发生的副反应为C2H5OH + HCl→C2H5Cl + H2O、CCl3CHO+HClO—CCl3COOH+HCl。合成该有机物的实验装置示意图(加热装 置未画出)和有关数据如下：

(1)A中恒压漏斗的作用是______；A装置中发生反应的化学方程式为_____。

(2)装置B的作用是____；装置F在吸收气体时，为什么可以防止液体发生倒吸现象______。

(3)装置E中的温度计要控制在70℃，三口烧瓶采用的最佳加热方式是______。如果要在球形冷凝管中注入冷水增加冷凝效果，冷水应该从_____(填“a”或“b”)口通入。实验使用球形冷凝管而不使用直形冷凝管的目的是________。

(4)实验中装置C中的试剂是饱和食盐水，装置中D的试剂是浓H2SO4。如果不使用D装置，产品中会存在较多的杂质_______(填化学式)。除去这些杂质最合适实验方法是______。

(5)利用碘量法可测定产品的纯度，反应原理如下：

CCl3CHO+NaOH→CHC13+HCOONa

HCOONa+I2=HI+NaI+CO2

I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O8

称取该实验制备的产品5.00 g，配成100.00 mL溶液，取其中10.00 mL,调节溶液 为合适的pH后，加入30.00 mL 0.100 mol L-1的碘标准液，用0 100 mol L-1的 Na2S2O3溶液滴定，重复上述3次操作，消耗Na2S2O3溶液平均体积为20.00 mL,则该次实验所得产品纯度为_________。

Answer 1

【答案】保持漏斗和反应容器内的气压相等 2KMnO4＋16HCl(浓)=2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O 安全瓶(或防止装置C中液体倒吸入装置A中) 漏斗口径较大，被吸住的液体会迅速回落烧杯中 水浴 b 增大蒸气与外界接触面积，提高冷凝回流效果 C2H5Cl、CCl3COOH 蒸馏 59%

【解析】

A装置利用高锰酸钾与浓盐酸制备氯气，C装置用饱和食盐水除去HCl，D装置盛放浓硫酸干燥氯气，E中反应制备CCl3CHO。F装置盛放氢氧化钠溶液，吸收尾气中氯气、HCl防止污染空气。

(1)A中的恒压漏斗使得漏斗中的压强和圆底烧瓶中的压强相同，从而浓盐酸能够顺利流下。高锰酸钾与浓盐酸反应生成氯气，方程式为2KMnO4＋16HCl(浓)=2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O；

(2)装置B中的导管很短，而且B中没有试剂，所以是作安全瓶，防止C装置处理HCl气体时发生倒吸。装置F中倒扣的漏斗，与液体接触的部分横截面积很大，被吸住的液体会迅速回落烧杯中，不会发生倒吸。答案为安全瓶 漏斗口径较大，被吸住的液体会迅速回落烧杯中；

(3)温度要控制在70℃，未超过水的沸点100℃，可以选择水浴加热，即最佳的加热方式为水浴加热。冷凝过程中，冷凝管中应该充满水，所以冷水应该从b口进。球形冷凝管与蒸气接触的面积大，冷凝回流效果更好。 答案为：水浴 b 增大蒸气与外界接触面积，提高冷凝回流效果；

(4)如果没有浓硫酸干燥，则E中会有水参加反应，水与氯气反应生成HCl和HClO，副反应就会发生，生成的产物有C2H5Cl、CCl3COOH。从图表所给的信息来看，杂质均溶于乙醇，得到一混合液体，且沸点相差较大，使用蒸馏，可以分离除去；

(5)加入的碘单质被硫代硫酸钠和CCl3CHO消耗，加入的碘单质的物质的量为0.03L ×0.100 mol L-1=0.003mol，消耗的Na2S2O3的物质的量为0.02L ×0.100 mol L-1=0.002mol。有关系式为

I2 ~CCl3CHO I2 ~ 2Na2S2O3

0.001mol 0.002mol

CCl3CHO消耗碘单质的物质的量为0.003-0.001mol=0.002mol，则10mL的溶液中含有CCl3CHO的物质的量为0.002mol。100mL溶液中含有CCl3CHO为0.02mol，质量为0.02mol×147.5g=2.95g，则纯度。