Question

6．氯苯是重要的有机化工产品，是染料、医药、有机合成的中间体，工业上常用“间歇法”制取．反应原理、实验装置图（加热装置都已略去）如下：
+Cl₂$\stackrel{FeCl_{3}}{→}$+HCl
回答下列问题：
（1）A反应器是利用实验室法制取氯气，写出A反应器的名称三颈烧瓶或三颈瓶．
A中空玻璃管B的作用是平衡气压．冷凝管中的冷凝水应从a（填“a”或“b”）口通入．
（2）把干燥的氯气通入装有干燥苯的反应器C中（内有相当于苯量1%的铁屑作催化剂），加热维持反应温度在40--60℃为宜，温度过高会生成过多的二氯苯．
①对C加热的方法是c（填字母）．
a．酒精灯加热             b．油浴加热            c．水浴加热
②D出口的气体成分有HCl、Cl₂和苯蒸气．
（3）C反应器反应完成后，工业上要进行水洗、碱洗及食盐干燥，才能蒸馏．
①碱洗之前要水洗的目的是洗去一部分的可溶解无机物，如果不用水洗，直接碱洗缺点是碱的用量增加，增大了成本．
②写出碱洗时用10%氢氧化钠溶液可能发生的反应的化学方程式HCl+NaOH═NaCl+H₂O、FeCl₃+3NaOH═Fe（OH）₃↓+3NaCl、Cl₂+2NaOH═NaCl+NaClO+H₂O（写出两个即可）．
（4）上述装置图中A、C反应器之间，需要增添一U形管，其内置物质是P₂O₅或无水CaCl₂．

Answer 1

分析 （1）根据A反应器的特征以及常见仪器的名称分析解答，玻璃管B伸入液面下，装置内压强过大时，可以用于平衡气压；采取逆流原理通入冷凝水，能更好地冷却液体；
（2）①反应器C加热控制反应温度在40-60℃，应利用水浴加热；
②由于苯易挥发，反应产生的HCl，且有未反应的氯气，都会在D出口导出；
（3）①无机物易溶于水，直接碱洗增加成本；
②催化剂氯化铁与氢氧化钠反应，生成的HCl会与氢氧化钠反应，溶解的氯气也会与氢氧化钠反应；
（4）A、C反应器之间需要增添干燥装置，干燥生成的氯气，可以用五氧化二磷或氯化钙等．

解答 解：（1）A反应器具有三颈盛放反应物，为三颈烧瓶或三颈瓶，玻璃管B伸入液面下，装置内压强过大时，可以用于平衡气压；采取逆流原理通入冷凝水，使冷凝管充满冷凝水，充分冷却，即冷凝水由a口流入，由b口流出，
故答案为：三颈烧瓶或三颈瓶；平衡气压；a；
（2）①反应器C加热控制反应温度在40-60℃，酒精灯加热，温度不便于控制，油的比热容小，升温快，会导致三颈瓶中的液体迅速沸腾，不易控制温度，“水浴法”加热可以受热均匀，应利用水浴加热，所以c符合，
故答案为：c；
②由于苯易挥发，反应产生的HCl，且有未反应的氯气，D出口气体中含有HCl、苯蒸汽、氯气，
故答案为：氯气、苯蒸汽；
（3）①无机物易溶于水，碱洗之前要水洗，可洗去一部分的可溶解无机物，如果不用水洗，直接碱洗碱的用量增加，增大了成本，
故答案为：洗去一部分的可溶解无机物；碱的用量增加，增大了成本；
②催化剂氯化铁与氢氧化钠反应，反应方程式为：FeCl₃+3NaOH=Fe（OH）₃↓+3NaCl，生成HCl会与氢氧化钠反应，反应方程式为：HCl+NaOH=NaCl+H₂O，溶解的氯气也会与去氧化钠反应，反应方程式为：Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O，
故答案为：FeCl₃+3NaOH=Fe（OH）₃↓+3NaCl、HCl+NaOH=NaCl+H₂O；
（4）A、C反应器之间需要增添U型管，干燥生成的氯气，可以用五氧化二磷或氯化钙等，
故答案为：P₂O₅或无水CaCl₂．

点评 本题考查“间歇法”制取氯苯实验，涉及对装置、操作与原理的分析评价等知识，题目难度中等，明确实验目的、实验原理为解答关键，试题培养了学生的分析、理解能力及化学实验能力．