Question

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

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

實驗步驟：
①檢驗裝置氣密性；②開始通入H₂； ③點燃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反應結束后，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，分出的產物加入少量無水CaCl₂固體，靜置后過濾；
⑦對濾液進行蒸餾純化，得到氯仿15g．請回答：
（1）若步驟②和步驟③的順序顛倒，則實驗中產生的不良后果可能為加熱時氫氣遇氧氣發(fā)生爆炸、生成的氯仿被氧氣氧化．
（2）B處中發(fā)生主要反應的化學方程式為CCl₄+H₂$→_{△}^{催化劑}$CHCl₃+HCl．
（3）C處中應選用的冷凝管為B（填選項字母）；冷水應從該冷凝管的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）該實驗中，氯仿的產率為61%．
（6）氯仿在空氣中能被氧氣氧化生成HCl和光氣（COCl₂），該反應的化學方程式為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，此時會有NaHCO₃和NaCl雜質，所以要用水再洗滌；
（5）20mLCCl₄的質量為31.8g，其物質的量為0.206mol，根據(jù)反應CCl₄+H₂$→_{△}^{催化劑}$CHCl₃+HCl可知，理論上應生成的物質的量為0.206mol，即質量為24.6g，根據(jù)產率=$\frac{實際產量}{理論產量}$×100%計算；
（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，同時裝置中的空氣也能氧化氯仿，
故答案為：加熱時氫氣遇氧氣發(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)生取代反應生成三氯甲烷和氯化氫，反應方程式為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，此時會有NaHCO₃和NaCl雜質，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的質量為31.8g，其物質的量為0.206mol，根據(jù)反應CCl₄+H₂$→_{△}^{催化劑}$CHCl₃+HCl可知，理論上應生成的物質的量為0.206mol，即質量為24.6g，根據(jù)產率=$\frac{15g}{24.6g}$×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)元素守恒可知化學方程式為2CHCl₃+O₂=2COCl₂+2HCl，
故答案為：2CHCl₃+O₂=2COCl₂+2HCl．

點評 本題考查了物質制備方案的設計，題目難度中等，涉及儀器的使用、化學實驗基本操作方法、化學計算等知識，試題知識點較多、綜合性較強，充分考查了學生的化學實驗、化學計算能力．