Question

20．氯仿（CHCl₃）常用作有機(jī)溶劑和麻醉劑，常溫下在空氣中易被氧化．實(shí)驗(yàn)室中可用熱還原CCl₄法制備氯仿，裝置示意圖及有關(guān)數(shù)據(jù)如下：

物質(zhì)	相對(duì)分子質(zhì)量	密度/（g•mL-1）	沸點(diǎn)/℃	水中溶解性
CHCl3	119.5	1.50	61.3	難溶
CCl4	154	1.59	76.7	難溶

實(shí)驗(yàn)步驟：
①檢驗(yàn)裝置氣密性；②開始通入H₂； ③點(diǎn)燃B處酒精燈；
④向A處水槽中加入熱水，接通C處冷凝裝置的冷水；   
⑤向三頸瓶中滴入20mLCCl₄；
⑥反應(yīng)結(jié)束后，停止加熱，將D處錐形瓶中收集到的液體分別用適量NaHCO₃溶液和水洗滌，分出的產(chǎn)物加入少量無(wú)水CaCl₂固體，靜置后過(guò)濾；
⑦對(duì)濾液進(jìn)行蒸餾純化，得到氯仿15g．請(qǐng)回答：
（1）若步驟②和步驟③的順序顛倒，則實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的不良后果可能為加熱時(shí)氫氣遇氧氣發(fā)生爆炸、生成的氯仿被氧氣氧化．
（2）B處中發(fā)生主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為CCl₄+H₂$→_{△}^{催化劑}$CHCl₃+HCl．
（3）C處中應(yīng)選用的冷凝管為B（填選項(xiàng)字母）；冷水應(yīng)從該冷凝管的a（填“a”或“b”）口接入．

（4）步驟⑥中，用水洗滌的目的為洗掉NaHCO₃和NaCl．
（5）該實(shí)驗(yàn)中，氯仿的產(chǎn)率為61%．
（6）氯仿在空氣中能被氧氣氧化生成HCl和光氣（COCl₂），該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CHCl₃+O₂=2COCl₂+2HCl．

Answer 1

分析 （1）若步驟②和步驟③的順序顛倒，則裝置中有空氣，通入氫氣再加熱，容易發(fā)生爆炸，同時(shí)裝置中的空氣也能氧化氯仿；
（2）裝置B中是四氯化碳與氫氣發(fā)生取代反應(yīng)生成三氯甲烷和氯化氫；
（3）蒸餾裝置中通常選用直形冷凝管，便于液體流下；冷卻水采用逆流的方式冷卻效果較好；
（4）收集到的液體先用適量NaHCO₃溶液洗滌，此時(shí)會(huì)有NaHCO₃和NaCl雜質(zhì)，所以要用水再洗滌；
（5）20mLCCl₄的質(zhì)量為31.8g，其物質(zhì)的量為0.206mol，根據(jù)反應(yīng)CCl₄+H₂$→_{△}^{催化劑}$CHCl₃+HCl可知，理論上應(yīng)生成的物質(zhì)的量為0.206mol，即質(zhì)量為24.6g，根據(jù)產(chǎn)率=$\frac{實(shí)際產(chǎn)量}{理論產(chǎn)量}$×100%計(jì)算；
（6）氯仿在空氣中被氧氣氧化生成HCl和光氣（COCl₂），根據(jù)元素守恒可書寫化學(xué)方程式．

解答 解：（1）若步驟②和步驟③的順序顛倒，則裝置中有空氣，通入氫氣再加熱，容易發(fā)生爆炸，同時(shí)裝置中的空氣也能氧化氯仿，
故答案為：加熱時(shí)氫氣遇氧氣發(fā)生爆炸、生成的氯仿被氧氣氧化；
（2）裝置B中是四氯化碳與氫氣發(fā)生取代反應(yīng)生成三氯甲烷和氯化氫，反應(yīng)方程式為CCl₄+H₂$→_{△}^{催化劑}$CHCl₃+HCl，
故答案為：CCl₄+H₂$→_{△}^{催化劑}$CHCl₃+HCl；
（3）蒸餾裝置中通常選用直形冷凝管，便于液體流下，故選B，冷卻水采用逆流的方式冷卻效果較好，所以冷水應(yīng)從該冷凝管的a口接入，
故答案為：B；a；
（4）收集到的液體先用適量NaHCO₃溶液洗滌，此時(shí)會(huì)有NaHCO₃和NaCl雜質(zhì)，所以要用水再洗滌，用以洗掉NaHCO₃和NaCl，
故答案為：洗掉NaHCO₃和NaCl；
（5）20mLCCl₄的質(zhì)量為31.8g，其物質(zhì)的量為0.206mol，根據(jù)反應(yīng)CCl₄+H₂$→_{△}^{催化劑}$CHCl₃+HCl可知，理論上應(yīng)生成的物質(zhì)的量為0.206mol，即質(zhì)量為24.6g，根據(jù)產(chǎn)率=$\frac{15g}{24.6g}$×100%=61%，
故答案為：61%；
（6）氯仿在空氣中被氧氣氧化生成HCl和光氣（COCl₂），根據(jù)元素守恒可知化學(xué)方程式為2CHCl₃+O₂=2COCl₂+2HCl，
故答案為：2CHCl₃+O₂=2COCl₂+2HCl．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)制備方案的設(shè)計(jì)，題目難度中等，涉及儀器的使用、化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作方法、化學(xué)計(jì)算等知識(shí)，試題知識(shí)點(diǎn)較多、綜合性較強(qiáng)，充分考查了學(xué)生的化學(xué)實(shí)驗(yàn)、化學(xué)計(jì)算能力．