Question

Fridel-Crafts反應(yīng)是向苯環(huán)上引入烷基最重要的方法，在合成上有很大的實(shí)用價(jià)值，該反應(yīng)可以簡單表示如下：
ArH+RX

無水AlCl3

ArR+HX；△H＜0（Ar表示苯基）．某化學(xué)興趣小組在實(shí)驗(yàn)室先利用叔丁醇（沸點(diǎn)90.7℃）與鹽酸反應(yīng)制得叔丁基氯（沸點(diǎn) 50℃），再利用Fridel-Crafts反應(yīng)原理制備對叔丁基苯酚（熔點(diǎn)99℃）．反應(yīng)流程及實(shí)驗(yàn)裝置如圖：

試回答下列問題：
（I ）實(shí)驗(yàn)裝置燒杯中漏斗的作用是

 

（2）已知Fridel-Cxafts反應(yīng)是放熱反應(yīng)，為防止 叔丁基氣的蒸氣被大量的HCl氣體帶走而影響產(chǎn)率，應(yīng)將錐形瓶置于

 

（填“冷水浴“或“熱水浴”）中．
（3）有機(jī)層中加入飽和氣化鈉溶液及飽和碳酸氫鈉溶液的作用可能是

 

通過操作可將叔丁基氯粗產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為較為純凈的叔丁基氯．
（4）某同學(xué)因去掉該制備裝置中的氣化鈣干燥管，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)率很低（觀察不到對叔丁基苯酚白 色固體）且錐形瓶中有大量的白霧，他推測是作催化劑的AlCl₃發(fā)生強(qiáng)烈水解所致，該 同學(xué)設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行驗(yàn)證，請完成下表內(nèi)容．

實(shí)驗(yàn)方案	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	能否說明水解
①將錐形瓶中白霧通入HNO3酸化的AgNO3溶液
②將充分冒白霧后的液體抽濾，得不溶性固體，將 固體分成兩份	兩份固體均溶解

（5）若上述同學(xué)稱取了9.4g苯酚與適量叔丁基氯反應(yīng)，從反應(yīng)液中提取出對叔丁基苯 酚，將其配成OOmL乙醇溶液，移取25．OOmL溶液：，滴定，消耗NaOH物質(zhì)的量為5×1O^-4mol則以苯酚為基準(zhǔn)計(jì)算對叔丁基苯酚產(chǎn)率的表達(dá)式為

 

．

Answer 1

分析：（1）反應(yīng)生成HCl，HCl極易溶于水，實(shí)驗(yàn)裝置燒杯中漏斗的作用是防止液體倒吸；
（2）反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)過程中溶液溫度容易升高，且生成大量的HCl氣體，而叔丁基氯的沸點(diǎn)只有50.7℃，若不注意及時(shí)冷卻就會使叔丁基氯的蒸氣被大量的HCl氣體帶走而影響產(chǎn)率；
（3）有機(jī)層中會溶解一些HCl，加入飽和氯化鈉溶液及飽和碳酸氫鈉溶液可以吸收HCl；分離互溶的液體采取蒸餾操作；
（4）①錐形瓶中白霧是由于HCl與水蒸氣結(jié)合所致，鹽酸與硝酸銀反應(yīng)生成氯化銀；
反應(yīng)中生成HCl，氯化鋁不發(fā)生水解，錐形瓶內(nèi)也會有白霧現(xiàn)象；
②若是氯化鋁水解產(chǎn)生HCl所致，則會生成氫氧化鋁沉淀，將不溶物固體分成兩份，一份加入足量的鹽酸，另一份加入足量的氫氧化鈉溶液，兩份固體均溶解說明是氯化鋁水解所致；
（5）根據(jù)消耗氫氧化鈉的物質(zhì)的量計(jì)算100mL溶液中對叔丁基苯酚的物質(zhì)的量，叔丁基苯酚的物質(zhì)的量等于轉(zhuǎn)化的苯酚的物質(zhì)的量，根據(jù)m=nM計(jì)算轉(zhuǎn)化的苯酚的物質(zhì)的量，苯酚的轉(zhuǎn)化率等于叔丁基苯酚的物質(zhì)的量產(chǎn)率，據(jù)此計(jì)算解答．

解答：解：（1）反應(yīng)生成HCl，HCl極易溶于水，實(shí)驗(yàn)裝置燒杯中漏斗的作用是防止液體倒吸，
故答案為：防止液體倒吸；
（2）反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)過程中溶液溫度容易升高，且生成大量的HCl氣體，而叔丁基氯的沸點(diǎn)只有50.7℃，若不注意及時(shí)冷卻就會使叔丁基氯的蒸氣被大量的HCl氣體帶走而影響產(chǎn)率，故應(yīng)用冷水浴冷卻，
故答案為：冷水浴；
（3）有機(jī)層中會溶解一些HCl，加入飽和氯化鈉溶液及飽和碳酸氫鈉溶液可以吸收HCl，除去叔丁基氯中的HCl，再進(jìn)行蒸餾操作可將叔丁基氯粗產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為較為純凈的叔丁基氯，
故答案為：除去叔丁基氯中的HCl；蒸餾；
（4）①錐形瓶中白霧是由于HCl與水蒸氣結(jié)合所致，鹽酸與硝酸銀反應(yīng)生成氯化銀，有白色沉淀產(chǎn)生；
反應(yīng)中生成HCl，氯化鋁不發(fā)生水解，錐形瓶內(nèi)也會有白霧現(xiàn)象，不能說明是氯化鋁水解所致，
故答案為：有白色沉淀產(chǎn)生；不能；
②若是氯化鋁水解產(chǎn)生HCl所致，則會生成氫氧化鋁沉淀，將不溶物固體分成兩份，一份加入足量的鹽酸，另一份加入足量的氫氧化鈉溶液，兩份固體均溶解說明是氯化鋁水解所致，
故答案為：一份加入足量的鹽酸，另一份加入足量的氫氧化鈉溶液；能；
（5）移取25．OOmL溶液消耗NaOH物質(zhì)的量為5×1O^-4mol，則100mL溶液中對叔丁基苯酚的物質(zhì)的量為5×1O^-4mol×

100mL

25mL

，叔丁基苯酚的物質(zhì)的量等于轉(zhuǎn)化的苯酚的物質(zhì)的量，苯酚的轉(zhuǎn)化率等于叔丁基苯酚的物質(zhì)的量產(chǎn)率為

5×10-4mol× 100mL 25mL ×94g/mol

9.4g

×100%，
故答案為：

5×10-4mol× 100mL 25mL ×94g/mol

9.4g

×100%．

點(diǎn)評：本題有機(jī)物的合成為載體，考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)，題目綜合性較大，涉及對實(shí)驗(yàn)原理的理解、對裝置的分析評價(jià)、對實(shí)驗(yàn)條件的選擇控制、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、物質(zhì)分離提純、化學(xué)計(jì)算等，難度中等，是對學(xué)生綜合能力的考查．