Question

【題目】某探究小組設(shè)計如右圖所示裝置(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）儀器A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是______；裝置B中的試劑是_______。

（2）若撤去裝置C，可能導(dǎo)致裝置D中副產(chǎn)物_____(填化學(xué)式)的量增加；裝置D可采用 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，有人提出先將D中的混合物冷卻到室溫，再用過濾的方法分離出CCl3COOH。你認為此方案是否可行，為什么?_______________。

（4）裝置E中可能發(fā)生的無機反應(yīng)的離子方程式有_________________。

（5）測定產(chǎn)品純度：稱取產(chǎn)品0．30 g配成待測溶液，加入0．1000 mol·L-1碘標準溶液20．00 mL，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0．02000 mo1·L-1Na2S2O3溶液滴定至終點。進行平行實驗后，測得消耗Na2S2O3溶液20．00 mL。則產(chǎn)品的純度為_________。(CCl3CHO的相對分子質(zhì)量為147．5)滴定的反應(yīng)原理：CCl3CHO+OH－==CHCl3+HCOO－、HCOO－+I2==H++2I－+CO2↑ 、I2+2S2O32-==2I-+S4O62-

（6）已知：常溫下Ka(CCl3COOH)=1.0×10-1mol·L-1，Ka (CH3COOH)= 1.7×10-5mol·L-1，請設(shè)計實驗證明三氯乙酸、乙酸的酸性強弱。

Answer 1

【答案】（1）4HCl(濃)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O 飽和食鹽水

（2）CCl3COOH 水浴

（3）不行，三氯乙酸可溶于乙醇

（4）Cl2 + 2OH-==Cl- + ClO- + H2O H+ + OH-==H2O

（5）88．5%分別測定0．1mol·L—1兩種酸溶液的pH，三氯乙酸的pH較小，證明三氯乙酸的酸性強于乙酸

【解析】

試題分析：本題考查三氯乙醛(CCl3CHO)的實驗制備。分析題給裝置知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，據(jù)此解答。

（1）儀器A中二氧化錳與濃鹽酸在加熱條件下反應(yīng)生成二氯化錳、氯氣與水，化學(xué)方程式為：MnO2+4HCl（濃）MnCl2+Cl2↑+2H2O。

（2）C裝置用濃硫酸除去氯氣中的水蒸氣，減少副反應(yīng)發(fā)生，撤去C裝置，氯氣中混有水蒸氣，增大副反應(yīng)CCl3CHO+HClO→CCl3COOH+HCl，導(dǎo)致裝置D中副產(chǎn)物CCl3COOH 增多；根據(jù)表中各物質(zhì)的沸點數(shù)據(jù)判斷為防止原料和產(chǎn)品的揮發(fā)，應(yīng)采取水浴加熱，受熱均勻，偏于控制溫度。

（3）CCl3COOH易溶于乙醇與CCl3CHO，應(yīng)采取蒸餾方法進行分離，答案為：不可行，CCl3COOH溶于乙醇與CCl3CHO。

（4）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，反應(yīng)離子方程式為：Cl2+2OH﹣=Cl﹣+ClO﹣+H2O、H++OH﹣=H2O。

（5）根據(jù)消耗的Na2S2O3計算剩余I2的物質(zhì)的量0.02000molL﹣1×0.02L=2×10﹣4mol，與HCOO﹣反應(yīng)的I2的物質(zhì)的量為0.1000molL﹣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(1.8×10﹣3mol ×147.5g/mol)/0.3g×100%=88.5%。

（6）酸性越強，電離程度越大，濃度相同時溶液pH越小，故實驗方案為分別測定0．1mol·L—1兩種酸溶液的pH，三氯乙酸的pH較小，證明三氯乙酸的酸性強于乙酸。