Question

【題目】實驗室制備三氯乙醛(CCl3CHO)的反應(yīng)原理為：C2H5OH+4Cl2→CCl3CHO+5HCl，發(fā)生的副反應(yīng)為：C2H5OH+HCl→C2H5Cl+H2O。某探究小組模擬制備三氯乙醛的實驗裝置如圖所示(夾持加熱裝置均略去)。回答下列問題：

(1)裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___________。

(2)儀器a的名稱是___________，其作用是___________。

(3)若撤去裝置B，對實驗的影響是___________。

(4)實驗時發(fā)現(xiàn)D中導(dǎo)管口處氣泡速率過快，合理的解決方法是___________。

(5)測定產(chǎn)品的純度：

①稱取0.40g產(chǎn)品，配成待測溶液加入20.00mL0.100mol/L碘標(biāo)準(zhǔn)溶液，再加入適量堿液，充分反應(yīng)：CC13CHO+OH－→CHCl3+HCOO－，HCOO－+I2=H++2I－+CO2↑；

②再加適量鹽酸調(diào)節(jié)溶液的pH，并立即用0.020mo/L的Na2S2O3溶液滴定至終點(diǎn)，發(fā)生反應(yīng)：I2+2S2O32－=2I－+S4O62－；

③重復(fù)上述操作3次，平均消耗Na2S2O3溶液20.00mL。滴定時所用指示劑是___________，達(dá)到滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是_____，測得產(chǎn)品的純度為____。

Answer 1

【答案】MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O 球形冷凝管 冷凝回流，減少原料損失 會有氯化氫雜質(zhì)與乙醇反應(yīng)，生成氯乙烷，導(dǎo)致三氯乙醛的純度降低 停止對A加熱或控制滴加鹽酸的量 淀粉 當(dāng)觀察到溶液藍(lán)色變?yōu)闊o色，且半分鐘內(nèi)不變色，應(yīng)為滴定終點(diǎn) 66.4%

【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(yīng)制備CCl3CHO，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(yīng)生成氯化錳、氯氣與水；

(2)根據(jù)儀器a的結(jié)構(gòu)確定a的名稱及作用；

(3)撤去B裝置，增大副反應(yīng)C2H5OH+ HCl→C2H5Cl+ H2O的發(fā)生；

(4) 實驗時發(fā)現(xiàn)D中導(dǎo)管口處氣泡速率過快，可能導(dǎo)致反應(yīng)不充分，需要控制氯氣的生成速率；

(5)碘遇淀粉溶液變藍(lán)色，滴加Na2S2O3溶液會導(dǎo)致碘被還原，溶液的顏色會變淺，最終消失，根據(jù)消耗的Na2S2O3計算剩余I2的物質(zhì)的量，進(jìn)而計算與HCOO-反應(yīng)的I2的物質(zhì)的量，再根據(jù)關(guān)系式: CCl3CHO~~HCOO-~~I2計算。

(1)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，裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O；

(2)根據(jù)儀器的構(gòu)造可知，儀器a為球形冷凝管；其作用是冷凝回流，減少原料損失；

(3)B裝置用飽和食鹽水除去HCl，減少副反應(yīng)發(fā)生，若撤去B裝置，因氯氣中混有HCl，增大副反應(yīng)C2H5OH+ HCl→C2H5Cl+ H2O的發(fā)生，導(dǎo)致裝置D中副產(chǎn)物C2H5Cl增多，故答案為：會有氯化氫雜質(zhì)與乙醇反應(yīng)，生成氯乙烷，導(dǎo)致三氯乙醛的純度降低；

(4)實驗時發(fā)現(xiàn)D中導(dǎo)管口處氣泡速率過快，可通過停止對A加熱或控制滴加鹽酸的量來調(diào)整，故答案為：停止對A加熱或控制滴加鹽酸的量；

(5)根據(jù)碘遇淀粉溶液變藍(lán)色，可選擇淀粉作指示劑，在滴加Na2S2O3溶液時，當(dāng)觀察到溶液藍(lán)色變?yōu)闊o色，且半分鐘內(nèi)不變色，應(yīng)為滴定終點(diǎn)；

根據(jù)消耗的Na2S2O3計算，剩余I2的物質(zhì)的量0.02000mol/ L×0.02L×=2×10-4mol，與HCOO-反應(yīng)的I2的物質(zhì)的量為0.1000mol/ L×0.02L-2×10-4mol = 1.8×10-3mol，

由CCl3CHO~ HCOO- ~ I2可知：

CCl3CHO的物質(zhì)的量為1.8×10-3mol，則產(chǎn)品的純度為：

= 66.4%。