Question

18．三氧乙醛（CCl₃CHO）是生產(chǎn)農(nóng)藥、醫(yī)藥的重要中間體．實(shí)驗(yàn)室制備三氧乙醛的反應(yīng)裝置示意圖（加熱裝置未畫(huà)出）和有關(guān)數(shù)據(jù)如下：

物質(zhì)	C2H5OH	CCl3CHO	CCl3COOH	C6H5Cl
熔點(diǎn)/℃	-114.1	-57.5	58	-138.7
沸點(diǎn)/℃	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	微溶于水，可溶于乙醇

已知：實(shí)驗(yàn)室制備三氯乙醛的反應(yīng)為C₂H₅OH+4Cl₂→CCl₃CHO+5HCl，可能發(fā)生的副反應(yīng)為C₂H₅OH+HCl→C₂H₅Cl+H₂O、CCl₃CHO+HClO→CCl₃COOH+HCl．
回答下列問(wèn)題：
（1）恒壓漏斗a中盛放的試劑是濃鹽酸，儀器b的名稱是蒸餾燒瓶．
（2）裝置B的作用是除去氯氣中的氯化氫；若撤去裝置C，可能導(dǎo)致裝置D中副產(chǎn)物CCl₃COOH、C₂H₅Cl（填化學(xué)式）的量增加；裝置D可采用水浴加熱的方法以控制反應(yīng)溫度在70℃左右；裝置E的作用是吸收氯氣的尾氣，防止環(huán)境污染．
（3）反應(yīng)結(jié)束后，有同學(xué)提出先將裝置D中的混合物冷卻到室溫，再用分液的方法分高出C₂H₅Cl，此方案不可行（填“可行”或“不可行”），理由是CCl₃COOH溶于乙醇與CCl₃CHO．
（4）測(cè)定產(chǎn)品純度的方法如下，稱取產(chǎn)品0.36g，配成待測(cè)溶液，加入20.00mL0.1000mol•L^-1標(biāo)準(zhǔn)碘溶液，再加入適量Na₂CO₃溶液，反應(yīng)完全后，加入鹽酸調(diào)節(jié)溶液的pH，立即用0.02000 mol•L^-1的Na₂S₂O₃溶液滴定至終點(diǎn)，進(jìn)行平行實(shí)驗(yàn)后，測(cè)得消耗Na₂S₂O₃溶液20.00mL，滴定的反應(yīng)原理為CCl₃CHO+OH^-→CHCl₃+HCOO^-；HCOO^-+I₂→H⁺+2I^-+CO₂↑；I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₂Cl^-．則產(chǎn)品的純度為73.75%%．
（5）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明三氯乙酸是弱酸是：分別測(cè)定0.1mol•L^-1兩種酸溶液的pH，三氯乙酸的pH較小，說(shuō)明三氯乙酸酸性比乙酸的強(qiáng)．

Answer 1

分析 A裝置利用二氧化錳與濃鹽酸制備氯氣，B裝置用飽和食鹽水除去HCl，C裝置盛放濃硫酸干燥氯氣，D中反應(yīng)制備CCl₄CHO，E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）裝置A中發(fā)生的反應(yīng)為二氧化錳與濃鹽酸在加熱條件下反應(yīng)生成氯化錳、氯氣與水，由此判斷恒壓漏斗a中盛放的試劑及儀器b的名稱；
（2）裝置A中制得氯氣中存在揮發(fā)出的HCl氣體，需要除去；氯氣能與水反應(yīng)生成HCl與HClO，會(huì)發(fā)生：CCl₃CHO+HClO→CCl₃COOH（三氯乙酸）+HCl、C₂H₅OH+HCl→C₂H₅Cl+H₂O；控制反應(yīng)溫度在70℃左右，應(yīng)采取水浴加熱；E裝置中盛放的是NaOH溶液，可與氯氣反應(yīng)；
（3）CCl₃COOH溶于乙醇與CCl₃CHO；
（4）根據(jù)消耗的Na₂S₂O₃計(jì)算剩余I₂的物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算與HCOO^-反應(yīng)的I₂的物質(zhì)的量，再根據(jù)關(guān)系式：CCl₃CHO～HCOO^-～I(xiàn)₂計(jì)算；
（5）酸性越強(qiáng)，電離程度越大，溶液pH越�。�

解答 解：A裝置利用二氧化錳與濃鹽酸制備氯氣，B裝置用飽和食鹽水除去HCl，C裝置盛放濃硫酸干燥氯氣，D中反應(yīng)制備CCl₄CHO，E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）裝置A是制備氯氣的裝置，其中恒壓漏斗a中盛放濃鹽酸，盛放MnO₂的儀器b為蒸餾燒瓶，故答案為：濃鹽酸；蒸餾燒瓶；
（2）為除去氯氣混有的HCl，可利用裝置B中飽和NaCl溶液吸收氯化氫；氯氣能與水反應(yīng)生成HCl與HClO，會(huì)發(fā)生：CCl₃CHO+HClO→CCl₃COOH（三氯乙酸）+HCl、C₂H₅OH+HCl→C₂H₅Cl+H₂O，導(dǎo)致裝置D中副產(chǎn)物：CCl₃COOH、C₂H₅Cl增多，控制反應(yīng)溫度在70℃左右，應(yīng)采取水浴加熱，受熱均勻，偏于控制溫度；為防止含有氯氣的尾氣排放到空氣中，污染環(huán)境，利用裝置E中NaOH溶液可達(dá)到此目的；
故答案為：除去氯氣中混有的HCl氣體；CCl₃COOH、C₂H₅Cl；水��；吸收氯氣的尾氣，防止環(huán)境污染；
（3）CCl₃COOH溶于乙醇與CCl₃CHO，應(yīng)采取蒸餾方法進(jìn)行分離，故答案為：不可行，CCl₃COOH溶于乙醇與CCl₃CHO；
（4）根據(jù)消耗的Na₂S₂O₃計(jì)算
剩余I₂的物質(zhì)的量0.02000mol•L^-1×0.02L×$\frac{1}{2}$=2×10^-4mol，與HCOO^-反應(yīng)的I₂的物質(zhì)的量為0.1000mol•L^-1×0.02L-2×10^-4mol=1.8×10^-3mol，由CCl₃CHO～HCOO^-～I(xiàn)₂可知，CCl₃CHO的物質(zhì)的量為1.8×10^-3mol，則產(chǎn)品的純度為$\frac{1.8{×10}^{-3}mol×147.5g/mol}{0.36g}$×100%=73.75%，
故答案為：73.75%；
（5）分別測(cè)定0.1mol•L^-1兩種酸溶液的pH，三氯乙酸的pH較小，說(shuō)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)；
故答案為：分別測(cè)定0.1mol•L^-1兩種酸溶液的pH，三氯乙酸的pH較小，說(shuō)明三氯乙酸酸性比乙酸的強(qiáng)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查有機(jī)物制備、物質(zhì)含量程度、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)等，關(guān)鍵是明確反應(yīng)原理與各裝置作用，掌握常用物質(zhì)分離提純方法，注意對(duì)題目信息的應(yīng)用，難度中等，側(cè)重于考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力和計(jì)算能力．