Question

【題目】某探究小組設計如圖所示裝置(夾持、加熱儀器略)，模擬工業生產進行制備三氯乙醛(CCl3CHO)的實驗。查閱資料，有關信息如下：

①制備反應原理：C2H5OH + 4Cl2 → CCl3CHO+5HCl

可能發生的副反應：

C2H5OH + HCl → C2H5Cl+H2O

CCl3CHO+HClO→CCl3COOH(三氯乙酸)+HCl

②相關物質的部分物理性質：

	C2H5OH	CCl3CHO	CCl3COOH	C2H5Cl
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	微溶于水，可溶于乙醇

（1）儀器a中盛放的試劑是_____ ；裝置B的作用是__________ 。

（2）若撤去裝置C，可能導致裝置D中副產物________ (填化學式)的量增加；裝置D可采用_________ 加熱的方法以控制反應溫度在70℃左右。

（3）裝置E中可能發生的無機反應的離子方程式有____________________ 。

（4）反應結束后，有人提出先將D中的混合物冷卻到室溫，再用過濾的方法分離出CCl3COOH。你認為此方案是否可行，為什么?_______________

（5）測定產品純度：稱取產品0.30 g配成待測溶液，加入0.1000 mol·L-1碘標準溶液20.00 mL，再加入適量Na2CO3溶液，反應完全后，加鹽酸調節溶液的pH，立即用0.02000 mol·L-1 Na2S2O3溶液滴定至終點。進行平行實驗后，測得消耗Na2S2O3溶液20.00 mL。則產品的純度為_________。

滴定的反應原理：CCl3CHO +OH- → CHCl3 + HCOO-、 HCOO－+ I2 =H+ + 2I- + CO2↑ I2 + 2S2O32- = 2I-+ S4O62-

（6）請設計實驗證明三氯乙酸的酸性比乙酸強。 __________________

Answer 1

【答案】濃鹽酸 除去氯化氫 Cl3CCOOH、C2H5Cl 水浴 Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O、H++OH-=H2O 不可行，因為CCl3COOH可溶于乙醇、三氯乙醛，用過濾方法無法分離得到CCl3COOH 88.5% 分別測定0.1mol/L兩種酸溶液的pH，三氯乙酸的pH較小

【解析】

分析題給信息可知：A裝置利用二氧化錳和濃鹽酸制備氯氣，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裝置為制備CCl3CHO的反應裝置，E裝置盛放氫氧化鈉溶液，吸收尾氣中氯氣、HCl，以防止污染空氣。

（1）A裝置為用二氧化錳和濃鹽酸制備氯氣的反應裝置，故儀器a中盛放的是濃鹽酸，反應后生成的氯氣中混有氯化氫氣體，B裝置中盛放飽和食鹽水以除去氯化氫，故答案為：濃鹽酸；除去氯化氫；

（2）氯氣能與水反應生成HCl和HClO，撤去C后，易發生副反應：C2H5OH + HCl → C2H5Cl+H2O、CCl3CHO+HClO→CCl3COOH(三氯乙酸)+HCl，從而導致D中副產物CCl3COOH、C2H5Cl的增加；反應溫度需控制在70℃左右，可以考慮采取水浴加熱，這樣可使裝置受熱均勻，便于控制溫度。故答案為：CCl3COOH、C2H5Cl；水��；

（3）E裝置盛放氫氧化鈉溶液，吸收尾氣中氯氣、HCl，以防止污染空氣。故離子方程式為：Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O、H++OH-=H2O；答案為：Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O、H++OH-=H2O。

（4）由表中物質的物理性質可知，CCl3COOH可溶于水和三氯乙醛中，故用過濾方法無法分離得到CCl3COOH，故不可行，結合表中物質的沸點差異，應用蒸餾方法來進行分離。故答案為：不可行，因為CCl3COOH可溶于水和三氯乙醛中，用過濾方法無法分離得到CCl3COOH。

（5）根據滴定原理和I原子守恒，有：

設與Na2S2O3溶液反應消耗I2的物質的量為x，則：

解得mol

故與HCOO-反應消耗的I2的物質的量=0.002mol-0.0002mol=0.0018mol

根據CCl3CHO +OH- → CHCl3 + HCOO- HCOO－+ I2 =H+ + 2I- + CO2↑，可得關系式：CCl3CHO～HCOO-～I2

設CCl3CHO的物質的量為y，則：

，解得y=0.0018mol

故產品的純度=

故答案為：88.5%

（6）比較三氯乙酸和乙酸的酸性強弱方法較多：如等物質的量濃度的三氯乙酸和乙酸，分別測量二者的pH值，可看到三氯乙酸的pH較小或pH相同的三氯乙酸和乙酸溶液，分別稀釋10倍，三氯乙酸的pH變化大或測定等物質的量濃度的二者對應的強堿鹽的堿性，可知乙酸鹽的堿性更強等等，故答案為：分別測定0.1mol/L兩種酸溶液的pH，三氯乙酸的pH較小。