Question

【題目】三氯乙醛是基本有機(jī)合成原料之一，是生產(chǎn)農(nóng)藥、醫(yī)藥的重要中間體。某化學(xué)興趣小組設(shè)計如圖所示裝置(夾持、加熱儀器略)，模擬工業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行制備三氯乙醛(CCl3CHO)的實驗。

查閱資料，有關(guān)信息如下：

①制備反應(yīng)原理：C2H5OH+4Cl2→CCl3CHO+5HCl

可能發(fā)生的副反應(yīng)：C2H5OH+HCl→C2H5Cl+H2O、CCl3CHO+HClO→CCl3COOH(三氯乙酸)+HCl

②相關(guān)物質(zhì)的相對分子質(zhì)量及部分物理性質(zhì)：

	C2H5OH	CCl3CHO	CCl3COOH	C2H5Cl
相對分子質(zhì)量	46	147.5	163.5	64.5
熔點/℃	-114.1	-57.5	58	-138.7
沸點/℃	78.3	97.8	198	12.3
溶解性	與水互溶	可溶于水、乙醇	可溶于水、乙醇、三氯乙醛	微溶于水，可溶于乙醇

(1)儀器E的名稱是____________，冷凝水的流向是________進(jìn)_______出(填“a”或“b”)。

(2)該設(shè)計流程中存在一處缺陷，該缺陷是__________，引起的后果是_________________。

(3)儀器A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為____________________。

(4)該裝置C可采用_______________，加熱的方法以控制反應(yīng)溫度在70℃左右。

(5)裝置D干燥管的作用為_______________，裝置D燒杯中的試劑是_______________。

(6)反應(yīng)結(jié)束后，從C中的混合物中分離出Cl3CCOOH的方法是____________(填名稱)。

(7)已知：常溫下Ka(CCl3COOH)=1.0×10-1mol·L-1，Ka(CH3COOH)=1.7×10-5mol·L-1，請設(shè)計實驗證明三氯乙酸、乙酸的酸性強(qiáng)弱：____________________________。

Answer 1

【答案】 球形冷凝管 a b 缺少干燥氯氣的裝置 導(dǎo)致裝置C中副產(chǎn)物CCl3COOH、C2H5Cl增多 2MnO4+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O 水浴 防止液體倒吸 氫氧化鈉溶液 蒸餾 分別測定0.1mol·L-1兩種酸溶液的pH，三氯乙酸的pH較小，說明三氯乙酸酸性比乙酸的強(qiáng)

【解析】A裝置利用高錳酸鉀溶液與濃鹽酸制備氯氣，B裝置用飽和食鹽水除去HCl，C中反應(yīng)制備CCl3CHO，D裝置盛放氫氧化鈉溶液，吸收尾氣中氯氣、HCl防止污染空氣。

(1)根據(jù)儀器構(gòu)造可知E是球形冷凝管，水的流向應(yīng)該是下口進(jìn)上口出。因此，本題答案為：球形冷凝管 ； a； b；

(2)生成的氯氣中含有水蒸氣，氯氣能與水反應(yīng)生成HCl與HClO，會發(fā)生CCl3CHO＋HClO→CCl3COOH＋HCl、C2H5OH＋HCl→C2H5Cl＋H2O，導(dǎo)致裝置C中副產(chǎn)物CCl3COOH、C2H5Cl增多，因此，本題答案為：缺少干燥氯氣的裝置。

(3)高錳酸鉀與濃鹽酸反應(yīng)生成氯化錳、氯氣與水，反應(yīng)的離子方程式為2MnO4-＋16H＋＋10Cl－==2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O。

(4)控制反應(yīng)溫度在70 ℃左右，應(yīng)采取水浴加熱。因此，本題答案為：水浴。

(5)由于最終排出的氣體中含有氯氣和氯化氫，所以需要用氫氧化鈉溶液吸收，防止污染空氣。干燥管的作用是防止倒吸。因此，本題答案為：防止液體倒吸；氫氧化鈉溶液。

(6)CCl3COOH溶于乙醇與CCl3CHO，應(yīng)采取蒸餾方法進(jìn)行分離。因此，本題答案為：蒸餾。

(7)分別測定0.1 mol·L－1兩種酸溶液的pH，三氯乙酸的pH較小，說明三氯乙酸電離程度比乙酸的大，則三氯乙酸的酸性比乙酸的強(qiáng)。