Question

17．某探究小組設(shè)計如圖所示裝置（夾持、加熱儀器略），模擬工業(yè)生產(chǎn)進行制備三氯乙醛（CCl₃CHO）的實驗．查閱資料，有關(guān)信息如下：
①制備反應(yīng)原理：C₂H₅OH+4Cl₂→CCl₃CHO+5HCl
可能發(fā)生的副反應(yīng)：C₂H₅OH+HCl→C₂H₅Cl+H₂O
CCl₃CHO+HClO→CCl₃COOH （三氯乙酸）+HCl
②相關(guān)物質(zhì)的部分物理性質(zhì)：

	C2H5OH	CCl3CHO	CCl3COOH	C2H5Cl
熔點/℃	-1 14.1	-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）裝置B中盛放的試劑是飽和食鹽水；裝置E的作用是吸收多余氯氣和氯化氫；
（2）若撤去裝置C，可能導(dǎo)致裝置D中副產(chǎn)物Cl₃CCOOH、C₂H₅Cl（填化學(xué)式）的量增加；裝置D可采用水浴加熱的方法以控制反應(yīng)溫度在70℃左右．
（3）反應(yīng)結(jié)束后，可采用蒸餾的方法從D中的混合物分離出CCl₃COOH，除酒精燈、接液管、溫度計、錐形瓶外，所需玻璃儀器有蒸餾燒瓶、冷凝管．
（4）測定產(chǎn)品純度：稱取產(chǎn)品0.30g配成待測溶液，加入0.1000mol/L碘標(biāo)準溶液20.00mL，再加入適量Na₂CO₃溶液，反應(yīng)完全后，加鹽酸調(diào)節(jié)溶液的pH，立即用0.0200mol/LNa₂S₂O₃溶液滴定至終點．進行平行實驗后，測得消耗Na₂S₂O₃溶液20.00mL．則產(chǎn)品的純度為88.5%．（保留3位有效數(shù)字）
滴定的反應(yīng)原理：
CCl₃CHO+OH^-→CHCl₃+HCOO^-
HCOO^-+I₂→H⁺+2I^-+CO₂↑    
I₂+2S₂O₃^2-→2I^-+S₄O₆^2-
（5）請設(shè)計實驗方案證明三氯乙酸的酸性比乙酸強：分別測定0.1mol•L^-1兩種酸溶液的pH，三氯乙酸的pH較小，說明三氯乙酸酸性比乙酸的強．

Answer 1

分析 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；用飽和食鹽水除去HCl；
（2）氯氣能與水反應(yīng)生成HCl與HClO，會發(fā)生：CCl₃CHO+HClO→CCl₃COOH（三氯乙酸）+HCl、C₂H₅OH+HCl→C₂H₅Cl+H₂O；控制反應(yīng)溫度在70℃左右，應(yīng)采取水浴加熱；
（3）CCl₃COOH溶于乙醇與CCl₃CHO，控制溫度通過蒸餾分離，依據(jù)蒸餾裝置選擇需要的儀器；
（4）根據(jù)消耗的Na₂S₂O₃計算剩余I₂的物質(zhì)的量，進而計算與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；
（5）酸性越強，電離程度越大，溶液pH越�。�

解答 解：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CCl₄CHO，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，反應(yīng)方程式為：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，所以儀器a中盛放的試劑是濃鹽酸，B裝置用飽和食鹽水除去氯氣中的氯化氫，E的作用吸收多余氯氣和氯化氫，
故答案為：飽和食鹽水；吸收多余氯氣和氯化氫；
（2）氯氣能與水反應(yīng)生成HCl與HClO，會發(fā)生：CCl₃CHO+HClO→CCl₃COOH（三氯乙酸）+HCl、C₂H₅OH+HCl→C₂H₅Cl+H₂O，導(dǎo)致裝置D中副產(chǎn)物：CCl₃COOH、C₂H₅Cl增多，控制反應(yīng)溫度在70℃左右，應(yīng)采取水浴加熱，受熱均勻，偏于控制溫度，
故答案為：CCl₃COOH、C₂H₅Cl；水�。�
（3）CCl₃COOH溶于乙醇與CCl₃CHO，應(yīng)采取蒸餾方法進行分離，除酒精燈、接液管、溫度計、錐形瓶外，所需玻璃儀器有蒸餾燒瓶、冷凝管，
故答案為：蒸餾； 蒸餾燒瓶、冷凝管；
（4）根據(jù)消耗的Na₂S₂O₃計算
剩余I₂的物質(zhì)的量0.02000mol•L^-1×0.02L=2×10^-4mol，與HCOO^-反應(yīng)的I₂的物質(zhì)的量為0.1000mol•L^-1×0.02L-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$\frac{1.8×1{0}^{-3}mol×147.5g/mol}{0.3g}$×100%=88.5%，
故答案為：88.5%；
（5）分別測定0.1mol•L^-1兩種酸溶液的pH，三氯乙酸的pH較小，說明三氯乙酸電離程度比乙酸的大，則三氯乙酸的酸性比乙酸的強；
故答案為：分別測定0.1mol•L^-1兩種酸溶液的pH，三氯乙酸的pH較小，說明三氯乙酸酸性比乙酸的強．

點評 本題考查有機物制備、物質(zhì)含量程度、實驗方案設(shè)計等，關(guān)鍵是明確反應(yīng)原理與各裝置作用，掌握常用物質(zhì)分離提純方法，注意對題目信息的應(yīng)用，題目難度中等，側(cè)重于考查學(xué)生的實驗探究能力和計算能力．