Question

【題目】CCl3CHO是一種藥物合成的中間體，可通過CH3CH2OH+4Cl2→CCl3CHO+5HCl進行制備。制備時可能發生的副反應為C2H5OH+HCl→C2H5Cl+H2O、CCl3CHO+HClO→CCl3COOH+HCl。合成該有機物的實驗裝置示意圖（加熱裝置未畫出）和有關數據如下：

物質	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）恒壓漏斗A的作用是________；A裝置中發生反應的化學方程式為________。

（2）裝置B的作用是________；裝置F在吸收氣體時，為什么可以防止液體發生倒吸現象。________。

（3）裝置E中的溫度計要控制在70 ℃，三口燒瓶采用的最佳加熱方式是______。如果要在球形冷凝管中注入冷水增加冷凝效果，冷水應該從________（填“a”或“b”）口通入。實驗使用球形冷凝管而不使用直形冷凝管的目的是_______。

（4）實驗中裝置C中的試劑是飽和食鹽水，裝置中D的試劑是濃H2SO4。如果不使用D裝置，產品中會存在較多的雜質________（填化學式）。除去這些雜質最合適實驗方法是_______。

（5）利用碘量法可測定產品的純度，反應原理如下：

CCl3CHO+NaOH=CHCl3+HCOONa HCOONa+I2=HI+NaI+CO2↑ I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6

稱取該實驗制備的產品5.00 g，配成100.00 mL溶液，取其中10.00 mL，調節溶液為合適的pH后，加入30.00 mL 0.100 mol·L1的碘標準液，用0.100 mol·L1的Na2S2O3溶液滴定，重復上述3次操作，消耗Na2S2O3溶液平均體積為20.00 mL，則該次實驗所得產品純度為________。

Answer 1

【答案】保持漏斗與反應容器內的氣壓相等 2KMnO4 +16HCl（濃）=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑ + 8H2O 安全瓶（或“防止裝置C中液體倒吸入裝置A中”） 漏斗口徑較大，被吸住的液體會迅速回落燒杯中 水浴 b 增大蒸氣與外界接觸面積，提高冷凝回流效果 C2H5Cl、CCl3COOH 蒸餾 59%

【解析】

A裝置利用高錳酸鉀與濃鹽酸反應制備氯氣，為了防止副反應CCl3CHO+HClO→CCl3COOH+HCl 的發生，需要除去氯氣中的水蒸氣和氯化氫，因此B裝置為安全瓶，C裝置用飽和食鹽水除去HCl，D裝置盛放濃硫酸干燥氯氣，E裝置中反應制備CCl4CHO，F裝置盛放氫氧化鈉溶液，吸收尾氣中氯氣、HCl防止污染空氣，據此分析解答。

(1)使用恒壓漏斗A可以保持漏斗與反應容器內的氣壓相等，便于液體流下；A裝置中高錳酸鉀與濃鹽酸反應生成氯氣，反應的化學方程式為2KMnO4 +16HCl(濃)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+ 8H2O，故答案為：保持漏斗與反應容器內的氣壓相等；2KMnO4 +16HCl(濃)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+ 8H2O；

(2)裝置B為安全瓶，防止裝置C中液體倒吸入裝置A中；裝置F在吸收氣體時，由于漏斗口徑較大，被吸住的液體會迅速回落燒杯中，因此可以防止液體發生倒吸現象，故答案為：安全瓶(或防止裝置C中液體倒吸入裝置A中)；漏斗口徑較大，被吸住的液體會迅速回落燒杯中；

(3)裝置E中的溫度計要控制在70 ℃，對三口燒瓶加熱，最好采用水浴加熱。如果要在球形冷凝管中注入冷水增加冷凝效果，冷水應該遵循下進上出的原則，從b口通入。實驗使用球形冷凝管可以增大蒸氣與外界接觸面積，提高冷凝回流效果，因此不使用直形冷凝管，故答案為：水浴；b；增大蒸氣與外界接觸面積，提高冷凝回流效果；

(4)實驗中裝置C中的試劑是飽和食鹽水，裝置中D的試劑是濃H2SO4。如果不使用D裝置，生成的氯氣中會混入水蒸氣，水蒸氣與氯氣會反應生成次氯酸，從而發生副反應為C2H5OH+HCl→C2H5Cl+H2O、CCl3CHO+HClO→CCl3COOH+HCl，產品中會存在較多的C2H5Cl、CCl3COOH雜質。根據物質的熔沸點和溶解性可知，除去這些雜質最合適的實驗方法為蒸餾，故答案為：C2H5Cl、CCl3COOH；蒸餾；

(5) 消耗的Na2S2O3的物質的量=0.100 mol·L1×0.02L=0.002mol，根據I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6可知，溶液中殘留的碘的物質的量=0.001mol，因此與樣品反應的碘的物質的量=(0.030L ×0.100 mol·L1-0.001mol)×=0.02mol，根據CCl3CHO+NaOH=CHCl3+HCOONa，HCOONa+I2=HI+NaI+CO2↑有CCl3CHO～HCOONa～I2，因此樣品中CCl3CHO的物質的量=0.02mol，質量為0.02mol×147.5g/mol=2.95g，實驗所得產品純度=×100%=59%，故答案為：59%。