Question

某探究小组设计如图所示装置(夹持、加热仪器略)，模拟工业生产进行制备三氯乙醛(CCl₃CHO)的实验。查阅资料，有关信息如下：

①制备反应原理：  C₂H₅OH + 4Cl₂CCl₃CHO+5HCl

可能发生的副反应： C₂H₅OH + HClC₂H₅Cl+H₂O

CCl₃CHO + HClOCCl₃COOH  (三氯乙酸)+HCl

②相关物质的相对分子质量及部分物理性质：

	C2H5OH	CCl3CHO	CCl3COOH	C2H5Cl
相对分子质量	46	147.5	163.5	64.5
熔点／℃	-114.1	-57.5	58	-138.7
沸点／℃	78.3	97.8	198	12.3
溶解性	与水互溶	可溶于水、乙醇	可溶于水、乙醇、三氯乙醛	微溶于水，可溶于乙醇

（1） 仪器A中发生反应的化学方程式为                ；

（2） 装置B中的试剂是         ，若撤去装置B，可能导致装置D中副产物        (填化学式)的量增加；装置D可采用         加热的方法以控制反应温度在70℃左右。

（3） 装置中球形冷凝管的作用为               写出E中所有可能发生的无机反应的离子方程式                。

（4） 反应结束后，有人提出先将D中的混合物冷却到室温，再用过滤的方法分离出CCl₃COOH。你认为此方案是否可行            ；

（5） 测定产品纯度：称取产品0.40 g配成待测溶液，加入0.1000 mol· L^－1碘标准溶液20.00 mL，再加入适量Na₂CO₃溶液，反应完全后，加盐酸调节溶液的pH，立即用0.02000 mol· L^－1Na₂S₂O₃溶液滴定至终点。进行三次平行实验，测得消耗Na₂S₂O₃溶液20.00 mL。则产品的纯度为              。(计算结果保留三位有效数字)

滴定的反应原理：CCl₃CHO +OH^－==CHCl₃ + HCOO^—

HCOO^－ ＋  I₂ == H^＋ + 2I^－ ＋  CO₂↑    I₂ + 2S₂O₃^2—==2I^－ + S₄O₆^2—

（6） 为证明三氯乙酸的酸性比乙酸强，某学习小组的同学设计了以下三种方案，你认为能够达到实验目的的是             。

a. 分别测定0.1 mol·L^－1两种酸溶液的pH，三氯乙酸的pH较小

b. 用仪器测量浓度均为0.1 mol·L^—1的三氯乙酸和乙酸溶液的导电性，测得乙酸溶液的导电性弱

c. 测定等物质的量浓度的两种酸的钠盐溶液的pH，乙酸钠溶液的pH较大

Answer

（1）MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O （2）饱和食盐水（写饱和NaCl溶液亦可） C2H5Cl （3）冷凝回流Cl2 + 2OH－＝Cl－+ ClO－+H2O H++OH－＝H2O（4）不可行（5）66.4% （6）abc

【解析】

试题分析：A装置利用二氧化锰与浓盐酸制备氯气，B装置用饱和食盐水除去HCl，C装置盛放浓硫酸干燥氯气，D中反应制备Cl3CCHO，E装置盛放氢氧化钠溶液，吸收尾气中氯气、HCl防止污染空气。

（1）二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、氯气与水，反应方程式为MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O；

（2）B装置用饱和食盐水除去HCl，减少副反应发生，撤去B装置，氯气中混有HCl，增大副反应C2H5OH+HCl→C2H5Cl+H2O的发生，导致装置D中副产物C2H5Cl增多，控制反应温度在70℃左右，应采取水浴加热，受热均匀，偏于控制温度；

（3）有机物易挥发性，冷凝回流挥发的有机物；E装置盛放氢氧化钠溶液，吸收尾气中氯气、HCl防止污染空气，反应离子方程式为Cl2 + 2OH－＝Cl－+ ClO－+H2O、H++OH－＝H2O；

（4）Cl3CCOOH溶于乙醇与Cl3CCHO，应采取蒸馏方法进行分离；

（5）根据消耗的Na2S2O3计算，剩余I2的物质的量0.02000mol/L×0.02L=2×10-4mol，与HCOO-反应的I2的物质的量为0.1000mol/L×0.02L-2×10-4mol=1.8×10-3mol，由CCl3CHO～HCOO-～I2可知，CCl3CHO的物质的量为1.8×10-3mol，则产品的纯度为×100%=66.4%；

（6）a．分别测定0.1mol/L两种酸溶液的pH，三氯乙酸的pH较小，说明三氯乙酸电离程度比乙酸的大，则三氯乙酸的酸性比乙酸的强，a正确；b．用仪器测量浓度均为0.1mol/L的三氯乙酸和乙酸溶液的导电性，测得乙酸溶液的导电性弱，三氯乙酸溶液中离子浓度更大，说明三氯乙酸电离程度比乙酸的大，则三氯乙酸的酸性比乙酸的强，b正确；c．测定等物质的量浓度的两种酸的钠盐溶液的pH，乙酸钠溶液的pH较大，说明乙酸钠的水解程度更大，则乙酸的酸性比三氯乙酸的弱，c正确，答案选abc。

【考点定位】本题主要是考查有机物制备、物质含量程度、实验方案设计等

【名师点晴】本题的解答关键是明确反应原理与各装置作用，掌握常用物质分离提纯方法，答题时注意对题目信息的应用，题目难度中等。该题的难点是酸性强弱比较实验设计。弱电解质的证明，是基于与强电解质对比进行的。弱电解质与强电解质最大的区别就 是弱电解质存在电离平衡，而强电解质不存在电离平衡。因此只要证明有电离平衡存在，就证明了弱电解质，据此可以进行相关实验设计。