Question

4．氯苯在染料、醫(yī)藥工業(yè)中用于制造苯酚、硝基氯苯、苯胺、硝基酚等有機中間體．實驗室中制備氯苯的裝置如圖所示（其中夾持儀器及加熱裝置略去）

請回答下列問題：
（1）儀器a中盛有KMnO₄晶體，儀器b中盛有濃鹽酸．打開儀器b中的活塞，使?jié)恹}酸緩緩滴下，可觀察到儀器a內的現(xiàn)象是有黃綠色氣體生成，用離子方程式表示產生該現(xiàn)象的原因：2MnO₄^-+10Cl^-+16H⁺=2Mn²⁺+5Cl₂↑+8H₂O．
（2）儀器b外側玻璃導管的作用是使?jié)恹}酸能順利滴下（或答“平衡儀器a、b內的氣壓”）．
（3）儀器d內盛有苯，F(xiàn)eCl₃粉末固體，儀器a中生成的氣體經過儀器e進入到儀器d中．
①儀器e的名稱是洗氣瓶，其盛裝的試劑名稱是濃硫酸．
②儀器d中的反應進行過程中，保持溫度在40～60℃，以減少副反應發(fā)生．儀器d的加熱方式最好是水浴加熱，其優(yōu)點是受熱均勻，易于控制溫度．
（4）儀器c的作用是冷凝、回流．
（5）該方法制備的氯苯中含有很多雜質，工業(yè)生產中，通過水洗除去FeCl₃，HCl及部分Cl₂，然后通過堿洗除去Cl₂；堿洗后通過分液得到含氯苯的有機物混合物，混合物成分及沸點如表一：
表一

有機物	苯	氯苯	鄰二氯苯	間二氯苯	對二氯苯
沸點/℃	80	132.2	180.4	173.0	174.1

從該有機物混合物中提取氯苯時，采用蒸餾的方法，收集132.2℃作用的餾分．
（6）實際工業(yè)生產中，苯的流失如表二：
表二：

流失項目	蒸氣揮發(fā)	二氯苯	其他	合計
苯流失量（kg/I）	28.8	14.5	56.7	100

某一次投產加入13t苯，則制得氯苯16.9t（保留一位小數(shù)）．

Answer 1

分析 a中KMnO₄與b中濃鹽酸制備氯氣，e中濃硫酸干燥氯氣，于儀器d中與苯，F(xiàn)eCl₃粉末固體制備氯苯，
（1）高錳酸鉀與濃鹽酸反應生成黃綠色氣體氯氣；
（2）儀器b外側玻璃導管的作用是平衡儀器a、b內的氣壓，使?jié)恹}酸能順利滴下；
（3）①a中制備的氯氣含有水蒸氣，需用濃硫酸干燥，進行洗氣；
②儀器d中的反應進行過程中，保持溫度在40～60℃，為了受熱均勻，便于控制溫度，選擇水浴加熱；
（4）儀器c的作用是冷凝回流；
（5）由圖表可知，氯苯的沸點為132.2℃，故收集132.2℃作用的餾分；

解答 解：（1）儀器a中盛有KMnO₄晶體，儀器b中盛有濃鹽酸，混合生成氯氣，離子方程式為：2MnO₄^-+10Cl^-+16H⁺=2Mn²⁺+5Cl₂↑+8H₂O，氯氣為黃綠色氣體，故可觀察到儀器a內有黃綠色氣體生成；
故答案為：有黃綠色氣體生成；2MnO₄^-+10Cl^-+16H⁺=2Mn²⁺+5Cl₂↑+8H₂O；
（2）儀器b外側玻璃導管的作用是平衡儀器a、b內的氣壓，使?jié)恹}酸能順利滴下；
故答案為：使?jié)恹}酸能順利滴下（或答“平衡儀器a、b內的氣壓”）；
（3）①a中制備的氯氣含有水蒸氣，需用濃硫酸干燥，進行洗氣，e為洗氣瓶；
故答案為：洗氣瓶；濃硫酸；
②儀器d中的反應進行過程中，保持溫度在40～60℃，為了受熱均勻，便于控制溫度，選擇水浴加熱；
故答案為：水��；受熱均勻，易于控制溫度；
（4）儀器c的作用是冷凝回流；
故答案為：冷凝、回流；
（5）由圖表可知，氯苯的沸點為132.2℃，故收集132.2℃作用的餾分；
故答案為：132.2；
（6）苯的總流失量為100Kg/t，故1t苯中參加反應的苯的質量為（1t-0.1t）=0.9t，由苯與氯苯質量之比為78：112.5，則13t 苯可制得成品氯苯為：$\frac{13×0.9×112.5}{78}$t=16.9t；
故答案為：16.9．

點評 本題考查有機物制備實驗方案，涉及對裝置、操作與原理的分析評價以及化學計算等，是對學生綜合能力的考查，難度中等．