Question

6．聯(lián)芐（）是一種重要的有機(jī)合成中間體，實(shí)驗(yàn)室可用苯和1，2一二氯乙烷（ClCH₂CH₂Cl）為原料，在無水AlCl₃催化下加熱制得，其制取步驟為：
（一）催化劑的制備：圖1是實(shí)驗(yàn)室制取少量無水AlCl₃的相關(guān)實(shí)驗(yàn)裝置的儀器和藥品：

（1）將上述儀器連接成一套制備并保存無水AlCl₃的裝置，各管口標(biāo)號(hào)連接順序?yàn)椋篸接e，f接g，h接a，b接c．
（2）有人建議將上述裝置中D去掉，其余裝置和試劑不變，也能制備無水AlCl₃．你認(rèn)為這樣做是否可行不可行（填“可行”或“不可行”），你的理由是制得的Cl₂中混有的HCl與Al反應(yīng)生成H₂，H₂與Cl₂混合加熱時(shí)會(huì)發(fā)生爆炸．
（3）裝置A中隱藏著一種安全隱患，請(qǐng)?zhí)岢鲆环N改進(jìn)方案：在硬質(zhì)玻璃管與廣口瓶之間用粗導(dǎo)管連接，防止AlCl₃冷凝成固體造成堵塞．
（二）聯(lián)芐的制備
聯(lián)芐的制取原理為：
反應(yīng)最佳條件為n（苯）：n（1，2-二氯乙烷）=10：1，反應(yīng)溫度在60-65℃之間．實(shí)驗(yàn)室制取聯(lián)芐的裝置如圖2所示（加熱和加持儀器略去）：

實(shí)驗(yàn)步驟：
在三口燒瓶中加入120.0mL苯和適量無水AlCl₃，由滴液漏斗滴加10.7mL1，2-二氯乙烷，控制反應(yīng)溫度在60-65℃，反應(yīng)約60min．將反應(yīng)后的混合物依次用稀鹽酸、2%Na₂CO₃溶液和H₂O洗滌分離，在所得產(chǎn)物中加入少量無水MgSO₄固體，靜止、過濾，先常壓蒸餾，再減壓蒸餾收集170～172℃的餾分，得聯(lián)芐18.2g．
相關(guān)物理常數(shù)和物理性質(zhì)如下表    

名稱	相對(duì)分子質(zhì)量	密度/（g•cm-3）	熔點(diǎn)/℃	沸點(diǎn)/℃	溶解性
苯	78	0.88	5.5	80.1	難溶水，易溶乙醇
1，2一二氯乙烷	99	1.27	-35.3	83.5	難溶水，可溶苯
無水氯化鋁	133.5	2.44	190	178（升華）	遇水水解，微溶苯
聯(lián)芐	182	0.98	52	284	難溶水，易溶苯

（4）儀器a的名稱為球形冷凝管，和普通分液漏斗相比，使用滴液漏斗的優(yōu)點(diǎn)是可以使液體順利滴下．
（5）洗滌操作中，水洗的目的是洗掉氯化鋁、鹽酸和碳酸鈉等可溶性無機(jī)物；無水硫酸鎂的作用是干燥．
（6）常壓蒸餾時(shí)，最低控制溫度是83.5℃．
（7）該實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)率約為73.00%．（小數(shù)點(diǎn)后保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （一）實(shí)驗(yàn)室用濃鹽酸和二氧化錳在加熱條件下制備氯氣，可用食鹽晶體和濃硫酸替代鹽酸，為得到干燥的氯化鐵，生成的氯氣需除去氯化氫、水，可分別通過飽和食鹽水、濃硫酸，然后在裝置A中反應(yīng)生成氯化鋁，為防止污染空氣和氯化鋁的水解，A還要連接E裝置，以吸收氯氣和水，以此解答該題；
（二）（4）由儀器結(jié)構(gòu)特征，可知儀器a為球形冷凝管；滴液漏斗可以平衡漏斗內(nèi)液體和下面的三頸燒瓶中的壓強(qiáng)，便于漏斗內(nèi)液體流下；
（5）第二次用水洗滌是為了除去可溶性雜質(zhì)，無水硫酸鎂是為是吸收少量水；
（6）常壓蒸餾時(shí)，主要是除去混合物中的未反應(yīng)的1，2一二氯乙烷，因?yàn)?，2一二氯乙烷的沸點(diǎn)為83.5℃，據(jù)此控制溫度；
（7）由方程式可知：n（1，2一二氯乙烷）=2n（苯）=n（1，l-二苯乙烷），過量計(jì)算，根據(jù)不足量物質(zhì)計(jì)算理論生成1，l-二苯乙烷的質(zhì)量，產(chǎn)率=$\frac{實(shí)際產(chǎn)量}{理論產(chǎn)量}$×100%；

解答 解：（一）實(shí)驗(yàn)室用濃鹽酸和二氧化錳在加熱條件下制備氯氣，可用食鹽晶體和濃硫酸替代鹽酸，為得到干燥的氯化鐵，生成的氯氣需除去氯化氫、水，可分別通過飽和食鹽水、濃硫酸，然后在裝置A中反應(yīng)生成氯化鋁，為防止污染空氣和氯化鋁的水解，A還要連接E裝置，以吸收氯氣和水，
（1）根據(jù)上面的分析可知，將上述儀器連接成一套制備并保存無水AlCl₃的裝置，各管口標(biāo)號(hào)連接順序?yàn)椋篸→e→f→g→h→a→b→c，
故答案為：f；g；h；a；b；c；
（2）如果將上述裝置中D去掉，其余裝置和試劑不變，則制得的Cl₂中混有的HCl與Al反應(yīng)生成H₂，H₂與Cl₂混合加熱時(shí)會(huì)發(fā)生爆炸，所以D裝置不能去掉，
故答案為：不可行；制得的Cl₂中混有的HCl與Al反應(yīng)生成H₂，H₂與Cl₂混合加熱時(shí)會(huì)發(fā)生爆炸；
（3）裝置A中制得的氯化鋁容易將導(dǎo)管堵塞，所以可以在硬質(zhì)玻璃管與廣口瓶之間用粗導(dǎo)管連接，防止AlCl₃冷凝成固體造成堵塞，
故答案為：在硬質(zhì)玻璃管與廣口瓶之間用粗導(dǎo)管連接，防止AlCl₃冷凝成固體造成堵塞；
（二）（4）由儀器結(jié)構(gòu)特征，可知儀器a為球形冷凝管；滴液漏斗可以平衡漏斗內(nèi)液體和下面的三頸燒瓶中的壓強(qiáng)，便于漏斗內(nèi)液體流下，
故答案為：球形冷凝管；可以使液體順利滴下；
（5）第二次用水洗滌是為了洗掉氯化鋁、鹽酸和碳酸鈉等可溶性無機(jī)物，無水硫酸鎂是為是吸收少量水，即干燥作用，
故答案為：洗掉氯化鋁、鹽酸和碳酸鈉等可溶性無機(jī)物；干燥；
（6）常壓蒸餾時(shí)，主要是除去混合物中的未反應(yīng)的1，2一二氯乙烷，因?yàn)?，2一二氯乙烷的沸點(diǎn)為83.5℃，所以常壓蒸餾時(shí)，最低控制溫度是83.5℃，
故答案為：83.5℃；
（7）苯物質(zhì)的量為$\frac{120mL×0.88g/mL}{78g/mol}$=1.35mol，1，2一二氯乙烷的物質(zhì)的量為 $\frac{10.7×1.27}{99}$mol=0.137mol，由方程式可知苯過量，則n（1，2一二氯乙烷）=n（1，l-二苯乙烷）=0.137mol，理論生成1，l-二苯乙烷的質(zhì)量為：0.137mol×182g/mol=24.93g，而實(shí)際生成1，l-二苯乙烷為18.2g，故1，l-二苯乙烷的產(chǎn)率為：$\frac{18.2g}{24.93g}$×100%=73.00%，
故答案為：73.00%；

點(diǎn)評(píng) 本題考查制備實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，為高頻考點(diǎn)，題目難度中等，側(cè)重于學(xué)生的分析、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，明確原理是解題關(guān)鍵，注意把握相關(guān)基本實(shí)驗(yàn)方法和操作的把握．