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 中發生反應的化學方程式是__________；裝置B中的試劑是______。

(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)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？____________。

(4)裝置E中盛有NaOH溶液，寫出該裝置中所有可能發生的無機反應的離子方程式：_______________。

(5)測定產品純度：稱取產品0.30g配成待測溶液，加入0.1000mol·L一1 碘標準溶液20.00mL，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0.02000mol·L一1Na2S2O3溶液滴定至終點。進行平行實驗后，測得消耗Na2S2O3溶液20.00mL。則產品的純度為________。(CCl3CHO的相對分子質量為147.5) 滴定的反應原理：CCl3CHO+OH一 = CHCl3+HCOO一、 HCOO一 +I2 =H+ + 2I- + CO2↑、I2 + 2S2O32一 = 2I- +S4O62一

Answer 1

【答案】MnO2+4HCl（濃）MnCl2+Cl2↑+2H2O 飽和食鹽水 CCl3COOH 水浴 不可行，CCl3COOH溶于乙醇與CCl3CHO Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O、H++OH-=H2O 88.5%

【解析】

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）二氧化錳與濃鹽酸在加熱條件下反應生成氯化錳、氯氣與水；用飽和食鹽水除去HCl；

（2）氯氣能與水反應生成HCl與HClO，會發生：CCl3CHO+HClO→CCl3COOH（三氯乙酸）+HCl、C2H5OH+HCl→C2H5Cl+H2O；控制反應溫度在70℃左右，應采取水浴加熱；

（3）CCl3COOH溶于乙醇與CCl3CHO；

（4）E裝置盛放氫氧化鈉溶液，吸收尾氣中氯氣、HCl，氯氣與氫氧化鈉溶液反應生成氯化鈉、次氯酸鈉與水，HCl與氫氧化鈉反應生成氯化鈉與水；

（5）根據消耗的Na2S2O3計算剩余I2的物質的量，進而計算與HCOO-反應的I2的物質的量，再根據關系式：CCl3CHO～HCOO-～I2計算。

（1）二氧化錳與濃鹽酸在加熱條件下反應生成氯化錳、氯氣與水，反應方程式為：MnO2+4HCl（濃）MnCl2+Cl2↑+2H2O，B裝置用飽和食鹽水除去HCl；

故答案為：MnO2+4HCl（濃）MnCl2+Cl2↑+2H2O；飽和食鹽水；

（2）氯氣能與水反應生成HCl與HClO，會發生：CCl3CHO+HClO→CCl3COOH（三氯乙酸）+HCl、C2H5OH+HCl→C2H5Cl+H2O，導致裝置D中副產物：CCl3COOH、C2H5Cl增多，控制反應溫度在70℃左右，應采取水浴加熱，受熱均勻，偏于控制溫度，

故答案為：CCl3COOH；水浴；

（3）CCl3COOH溶于乙醇與CCl3CHO，應采取蒸餾方法進行分離，

故答案為：不可行，CCl3COOH溶于乙醇與CCl3CHO；

（4）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，反應離子方程式為：Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O、H++OH-=H2O，

故答案為：Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O、H++OH-=H2O；

（5）根據消耗的Na2S2O3計算

剩余I2的物質的量0.02000molL-1×0.02L×=2×10-4mol，與HCOO-反應的I2的物質的量為0.1000molL-1×0.02L-2×10-4mol=1.8×10-3mol，由CCl3CHO～HCOO-～I2可知，CCl3CHO的物質的量為1.8×10-3mol，則產品的純度為×100%=88.5%，

故答案為：88.5%。