Question

某探究小组设计如右图所示装置(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）仪器A中发生反应的化学方程式是______；装置B中的试剂是_______。

（2）若撤去装置C，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）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，为什么?_______________。

（4）装置E中可能发生的无机反应的离子方程式有_________________。

（5）测定产品纯度：称取产品0．30 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 mo1·L^-1Na₂S₂O₃溶液滴定至终点。进行平行实验后，测得消耗Na₂S₂O₃溶液20．00 mL。则产品的纯度为_________。(CCl₃CHO的相对分子质量为147．5)滴定的反应原理：CCl₃CHO+OH^－==CHCl₃+HCOO^－、HCOO^－+I₂==H⁺+2I^－+CO₂↑  、I₂+2S₂O₃^2-==2I^-+S₄O₆^2-

（6）已知：常温下K_a(CCl₃COOH)=1.0×10^-1mol·L^-1，K_a (CH₃COOH)= 1.7×10^-5mol·L^-1，请设计实验证明三氯乙酸、乙酸的酸性强弱。

Answer

（1）4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O 饱和食盐水

（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%分别测定0．1mol·L—1两种酸溶液的pH，三氯乙酸的pH较小，证明三氯乙酸的酸性强于乙酸

【解析】

试题分析：本题考查三氯乙醛(CCl3CHO)的实验制备。分析题给装置知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CCl3CHO，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，据此解答。

（1）仪器A中二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成二氯化锰、氯气与水，化学方程式为：MnO2+4HCl（浓）MnCl2+Cl2↑+2H2O。

（2）C装置用浓硫酸除去氯气中的水蒸气，减少副反应发生，撤去C装置，氯气中混有水蒸气，增大副反应CCl3CHO+HClO→CCl3COOH+HCl，导致装置D中副产物CCl3COOH 增多；根据表中各物质的沸点数据判断为防止原料和产品的挥发，应采取水浴加热，受热均匀，偏于控制温度。

（3）CCl3COOH易溶于乙醇与CCl3CHO，应采取蒸馏方法进行分离，答案为：不可行，CCl3COOH溶于乙醇与CCl3CHO。

（4）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。

（5）根据消耗的Na2S2O3计算剩余I2的物质的量0.02000mol•L﹣1×0.02L=2×10﹣4mol，与HCOO﹣反应的I2的物质的量为0.1000mol•L﹣1×0.02L﹣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(1.8×10﹣3mol ×147.5g/mol)/0.3g×100%=88.5%。

（6）酸性越强，电离程度越大，浓度相同时溶液pH越小，故实验方案为分别测定0．1mol·L—1两种酸溶液的pH，三氯乙酸的pH较小，证明三氯乙酸的酸性强于乙酸。

考点：考查物质的制备、分离和净化，化学实验方案的分析、评价和设计，物质含量的测定。