Question

2．2-氯乙醇是一種重要的有機(jī)化工原料，受熱時(shí)易分解．通常是以適量的2-氯乙醇為溶劑，用氯化氫與環(huán)氧乙烷反應(yīng)制得新的2-氯乙醇．制取反應(yīng)裝置如圖所示．
反應(yīng)原理為：（g）+HCl（g）?ClCH₂CH₂OH（l）△H＜0
部分實(shí)驗(yàn)藥品及物理量：

化合物名稱	相對(duì)分子質(zhì)量	熔點(diǎn)（℃）	沸點(diǎn)（℃）
環(huán)氧乙烷	44	-112，2	10.8
2-氯乙醇	80.5	-67.5	128.8

制取與測(cè)定實(shí)驗(yàn)步驟如下：
Ⅰ.2-氯乙醇的制取
①將溶劑2-氯乙醇加入三頸燒瓶中，啟動(dòng)攪拌器；②分別將氯化氫與環(huán)氧乙烷兩種氣體按6：5（物質(zhì)的量）的配比通入反應(yīng)器中，使其在溶劑中充分溶解反應(yīng)；③反應(yīng)溫度控制在30℃，持續(xù)反應(yīng)100min；④采用減壓蒸餾，收集產(chǎn)品．
（1）裝置中使用恒壓分液漏斗的優(yōu)點(diǎn)是平衡氣壓，使分液漏斗內(nèi)的液體能順利滴下．
（2）在步驟④中，采用減壓分餾的原因是減小壓強(qiáng)，使液體沸點(diǎn)降低，防止2-氯乙醇因溫度過(guò)高而分解．
（3）寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟中提高環(huán)氧乙烷利用率的措施：氯化氫過(guò)量、反應(yīng)溫度控制在30℃．（寫(xiě)出兩點(diǎn)）
Ⅱ.2-氯乙醇含量的測(cè)定．
已知：①ClCH₂CH₂OH+NaOH$\stackrel{△}{→}$HOCH₂CH₂OH+NaCl（水解反應(yīng)）
②K_sp（AgCl）=1.8×10^-30；K_sp（AgSCN）=1.0×10^-12
③經(jīng)檢測(cè)，所得樣品中還含有一定量的氯化氫和其它雜質(zhì)（雜質(zhì)不與NaOH和AgNO₃溶液反應(yīng)），密度約為1.10g•mL^-1．
樣品中Cl元素含量的測(cè)定，涉及的實(shí)驗(yàn)步驟如下：
a．待完全水解后加稀硝酸至酸性；
b．加入32.50mL0.400mol•L^-1AgNO₃溶液，使Cl^-完全沉淀；
c．取樣品1.00mL于錐形瓶中，加入NaOH溶液，加熱；
d．向其中加入2.00mL硝基苯（密度：1.21g•mL^-1），振蕩，使沉淀表面被有機(jī)物覆蓋；
e．加入指示劑，用0.100mol•L^-1NH₄SCN溶液滴定過(guò)量Ag⁺至終點(diǎn)，消耗NH₄SCN溶液10.00mL；
f．另取樣品1.00mL加水稀釋成10.00mL，用pH計(jì)測(cè)定，測(cè)得溶液的pH為1.00．
（4）在上述實(shí)驗(yàn)步驟a-e中，
①合理的操作順序是cabde．（選填序號(hào)）
②操作d加入硝基苯的目的是防止在滴加NH₄CSN時(shí)，AgCl沉淀部分轉(zhuǎn)化為AgSCN沉淀，若無(wú)此操作，則所測(cè)樣品中Cl元素含量將會(huì)偏小．（填“偏大”、“偏小”或“不變”）
③操作e選用的指示劑可以是下列的C．（選填序號(hào)）
A．淀粉溶液 B．酚酞溶液 C．NH₄Fe（SO₄）₂溶液 D．FeCl₂溶液
（5）根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)定的數(shù)據(jù)計(jì)算，樣品中2-氯乙醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80.50%．
（6）2-氯乙醇能否與水反應(yīng)生成HCl？請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：取少量2-氯乙醇于試管中，加水溶解，振蕩后滴加硝酸銀溶液，觀察是否有白色沉淀，如有，則表明2-氯乙醇能與水發(fā)生反應(yīng)，否則，不會(huì)反應(yīng)．

Answer 1

分析 本題是利用濃硫酸和氯化鈉固體混合加熱制取氯化氫，再將環(huán)氧乙烷與氯化氫在低溫下，發(fā)生加成反應(yīng)生成2-氯乙醇，并根據(jù)沸點(diǎn)差異，將反應(yīng)后的混合利用減壓蒸餾的方式分離提純得到2-氯乙醇；
I．（1）恒壓分液漏斗的特點(diǎn)是能保證液面上方和容器內(nèi)壓強(qiáng)相等，有利于漏斗內(nèi)液體流下；
（2）減壓蒸餾能降低液體的沸點(diǎn)，可防止餾份在高溫下受熱分解；
（3）此反應(yīng)的特征是放熱的可逆反應(yīng)，可通過(guò)增加反應(yīng)物的量或降溫促進(jìn)平衡正向移動(dòng)，提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率；
Ⅱ．（4）①欲測(cè)定2-氯乙醇中氯元素的含量，可利用鹵代烴的水解原理，使2-氯乙醇在氫氧化鈉溶液中通過(guò)加熱使之完全水解，再利用稀硝酸酸化中和多余的NaOH溶液，再滴加過(guò)量AgNO₃溶液，使溶液中Cl^-完全轉(zhuǎn)化為AgCl沉淀，利用NH₄SCN溶液滴定多余的Ag⁺，由此計(jì)算出滴定Cl^-消耗的Ag⁺的量，從而計(jì)算出氯元素的含量；
②混合液中AgCl存在溶解平衡，滴加NH₄SCN溶液，可能會(huì)促進(jìn)平衡正向移動(dòng)，生成AgSCN；
③NH₄SCN溶液遇Fe³⁺的溶液顯紅色，則可利用含有Fe³⁺的溶液檢驗(yàn)NH₄SCN是否滴加過(guò)量；
（5）根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作可知，溶液里Cl^-的物質(zhì)的量為AgNO₃的總物質(zhì)的量減去NH₄SCN的物質(zhì)的量，另外原樣品中混合的HCl的物質(zhì)的量可根據(jù)樣品稀釋后溶液的pH進(jìn)行計(jì)算，從而計(jì)算出實(shí)際2-氯乙醇中氯元素的質(zhì)量，并計(jì)算出氯元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（6）欲檢驗(yàn)2-氯乙醇是否與水反應(yīng)生成氯化氫，可檢驗(yàn)混合液中是否含有氯離子．

解答 解：（1）使用恒壓分液漏斗可確保漏斗液面上方壓強(qiáng)和燒瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)相等，使漏斗內(nèi)液體順利流下，故答案為：平衡氣壓，使分液漏斗內(nèi)的液體能順利滴下；
（2）因?yàn)?-氯乙醇高溫下易分解，可通過(guò)減壓蒸餾的方法，降低其沸點(diǎn)，防分解，故答案為：減小壓強(qiáng)，使液體沸點(diǎn)降低，防止2-氯乙醇因溫度過(guò)高而分解；
（3）可通過(guò)增大氯化氫的量或降溫（控制反應(yīng)溫度控制在30℃）等方法促進(jìn)平衡正向移動(dòng)，提高環(huán)氧乙烷的利用率，故答案為：氯化氫過(guò)量；反應(yīng)溫度控制在30℃；
（4）①為樣品中Cl元素含量的測(cè)定，可通過(guò)先取樣品1.00mL于錐形瓶中，加入NaOH溶液，加熱；待完全水解后加稀硝酸至酸性；然后加入32.50mL0.400mol•L^-1AgNO₃溶液，使Cl^-完全沉淀；再向其中加入2.00mL硝基苯（密度：1.21g•mL^-1），振蕩，使沉淀表面被有機(jī)物覆蓋；最后加入指示劑，用0.100mol•L^-1NH₄SCN溶液滴定過(guò)量Ag⁺至終點(diǎn)，消耗NH₄SCN溶液10.00mL；故答案為：cabde；
②防止在滴加NH₄SCN時(shí)，AgCl沉淀部分轉(zhuǎn)化為AgSCN沉淀，滴NH₄SCN溶液前可加入硝基苯使沉淀表面被有機(jī)物覆蓋，如果不進(jìn)行此操作，則會(huì)有AgCl部分電離，消耗的NH₄SCN溶液偏多，導(dǎo)致樣品中氯元素的含量偏小，
故答案為：防止在滴加NH₄SCN時(shí)，AgCl沉淀部分轉(zhuǎn)化為AgSCN沉淀；偏��；
③可利用溶液里Fe³⁺來(lái)檢驗(yàn)NH₄SCN溶液是否過(guò)量，現(xiàn)象是當(dāng)溶液顯血紅色時(shí)可知滴定終點(diǎn)，故答案為：C；
（5）樣品中含有HCl的物質(zhì)的量為：0.1mol/L×0.01L=0.001mol；總AgNO₃的物質(zhì)的量為0.4mol/L×0.0325L=0.013mol；滴定消耗NH₄SCN的物質(zhì)的量為0.1mol/L×0.01L=0.001mol；則樣品中氯原子的物質(zhì)的量為：0.013mol-0.001mol-0.001mol=0.011mol；樣品中氯元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{0.011mol×80.5g/mol}{1mL×1.1g/mL}×100%$=80.5%，
故答案為：80.5%；
（6）欲證明2-氯乙醇與水反應(yīng)生成氯化氫，可通過(guò)取少量2-氯乙醇于試管中，加水溶解，振蕩后滴加硝酸銀溶液，觀察是否有白色沉淀，如有，則表明2-氯乙醇能與水發(fā)生反應(yīng)，否則，不會(huì)反應(yīng)，
故答案為：取少量2-氯乙醇于試管中，加水溶解，振蕩后滴加硝酸銀溶液，觀察是否有白色沉淀，如有，則表明2-氯乙醇能與水發(fā)生反應(yīng)，否則，不會(huì)反應(yīng)．

點(diǎn)評(píng) 本題以制備2-氯乙醇并測(cè)定樣品中氯元素的含量為載體，考查物質(zhì)的制備實(shí)驗(yàn)與評(píng)價(jià)，涉及混合物的分離提純、滴定原理、離子的檢驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)基本操作，屬基礎(chǔ)考查，難度適中，對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能及分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力要求較高．