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：

物质	C2H5OH	CCl3CHO	CCl3COOH	C2H5Cl
熔点/℃	-114.1	-57.5	58	-138.7
沸点/℃	78.3	97.8	198	12.3
溶解性	与水互溶	可溶于水、乙醇	可溶于水、乙醇	微溶于水，可溶于乙醇

（1）恒压漏斗A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=CHCl3+HCOONa HCOONa+I2=HI+NaI+CO2↑ I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6

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·L1的碘标准液，用0.100 mol·L1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】保持漏斗与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反应制备氯气，为了防止副反应CCl3CHO+HClO→CCl3COOH+HCl 的发生，需要除去氯气中的水蒸气和氯化氢，因此B装置为安全瓶，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装置中反应制备CCl4CHO，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，据此分析解答。

(1)使用恒压漏斗A可以保持漏斗与反应容器内的气压相等，便于液体流下；A装置中高锰酸钾与浓盐酸反应生成氯气，反应的化学方程式为2KMnO4 +16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+ 8H2O，故答案为：保持漏斗与反应容器内的气压相等；2KMnO4 +16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+ 8H2O；

(2)装置B为安全瓶，防止装置C中液体倒吸入装置A中；装置F在吸收气体时，由于漏斗口径较大，被吸住的液体会迅速回落烧杯中，因此可以防止液体发生倒吸现象，故答案为：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；

(3)装置E中的温度计要控制在70 ℃，对三口烧瓶加热，最好采用水浴加热。如果要在球形冷凝管中注入冷水增加冷凝效果，冷水应该遵循下进上出的原则，从b口通入。实验使用球形冷凝管可以增大蒸气与外界接触面积，提高冷凝回流效果，因此不使用直形冷凝管，故答案为：水浴；b；增大蒸气与外界接触面积，提高冷凝回流效果；

(4)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，生成的氯气中会混入水蒸气，水蒸气与氯气会反应生成次氯酸，从而发生副反应为C2H5OH+HCl→C2H5Cl+H2O、CCl3CHO+HClO→CCl3COOH+HCl，产品中会存在较多的C2H5Cl、CCl3COOH杂质。根据物质的熔沸点和溶解性可知，除去这些杂质最合适的实验方法为蒸馏，故答案为：C2H5Cl、CCl3COOH；蒸馏；

(5) 消耗的Na2S2O3的物质的量=0.100 mol·L1×0.02L=0.002mol，根据I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6可知，溶液中残留的碘的物质的量=0.001mol，因此与样品反应的碘的物质的量=(0.030L ×0.100 mol·L1-0.001mol)×=0.02mol，根据CCl3CHO+NaOH=CHCl3+HCOONa，HCOONa+I2=HI+NaI+CO2↑有CCl3CHO～HCOONa～I2，因此样品中CCl3CHO的物质的量=0.02mol，质量为0.02mol×147.5g/mol=2.95g，实验所得产品纯度=×100%=59%，故答案为：59%。