Question

氯乙酸（ClCH₂COOH）常用作制造各种染料、除锈剂等。实验室采用乙酸氯化法（Cl₂和冰醋酸共热可制得氯乙酸，伴随有醋酸的多氯代物生成）合成氯乙酸的装置如下图（加热装置省略）。

请回答下列问题：

（1）仪器a的名称为______________（填仪器名称）。

（2）装置A中发生反应的离子方程式为_________________________________________。

（3）仪器组装完成，关闭分液漏斗活塞和止水夹K₂，打开K₁，向装置B中长颈漏斗中注入液体至形成一段水柱，若__________________________，则气密性良好。

（4）装置B的作用之一是观察Cl₂的生成速率，则B中盛放的液体为_____________。实验结束时，关闭分液漏斗活塞和止水夹K₁，此时装置B的作用是_________________________。

（5）通过佛尔哈德法可以测定氯乙酸产品中氯元素的质量分数，实验步骤如下：

Ⅰ．取0.284g粗产品于锥形瓶中，加入足量NaOH溶液，煮沸，完全水解后加稀硝酸调至酸性。

Ⅱ．向锥形瓶中加入0.4200mol·L^-1的AgNO₃溶液10.00mL,使Cl^-完全沉淀。

Ⅲ．向其中加入2.00mL硝基苯，用力摇动，使沉淀表面被硝基苯覆盖。

Ⅳ．加入指示剂，用0.0200mol·L^-1NH₄SCN标准溶液滴定过量Ag⁺至终点,消耗10.00mLNH₄SCN溶液。

已知：Ksp(AgCl)=3.2×10^-10，Ksp(AgSCN)=2.0×10^-12。

①滴定选用的指示剂是_______ (填代号)。

a．FeCl₂       b．NH₄Fe(SO₄)₂     c．淀粉      d．甲基橙

②实验过程中加入硝基苯的目的是_____________________________，若无此操作所测氯元素的质量分数将会_______ (填“偏大”、“偏小” 或“不变”)。

③粗产品中氯元素的质量分数为 _________________。

Answer

球形冷凝管 2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O 水柱高度保持不变 饱和食盐水 储存Cl2，平衡B装置内外气压 b 防止AgCl转化为AgSCN 偏小 50％

【解析】

（1）仪器a是冷凝仪器，名称为球形冷凝管；正确答案：球形冷凝管；

（2）高锰酸钾与浓盐酸反应生成氯气、氯化锰、氯化钾和水，离子方程式为：2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O；正确答案：2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O；

（3）该操作为检查装置的气密性，因此仪器组装完成，关闭分液漏斗活塞和止水夹K2，打开K1，向装置B中长颈漏斗中注入液体至形成一段水柱，若水柱高度保持不变，则气密性良好；正确答案：水柱高度保持不变；

（4）反应产生的氯气中含有氯化氢杂质气体，因此要用饱和食盐水除去氯化氢气体，B中盛放的液体为饱和食盐水；实验结束时，关闭分液漏斗活塞和止水夹K1，此时装置B的作用是储存Cl2，平衡B装置内外气压；正确答案：饱和食盐水；储存Cl2，平衡B装置内外气压；

（5）①由于铁离子能够与硫氰化铵反应显红色，则滴定选用的指示剂为NH4Fe(SO4)2 ；正确选项b。

②实验过程中加入硝基苯的目的是覆盖氯化银，防止氯化银转化为AgSCN而导致数据不准确；若无此操作，消耗的NH4SCN溶液的体积偏大，根据题中的计算原理可知所测氯元素的质量分数将会偏小；正确答案：防止AgCl转化为AgSCN；偏小；

③根据题意可知，NH4SCN的物质的量为0.002mol，则与之反应的银离子的物质的量为0.002 mol，而总的银离子的物质的量为0.042 mol，所以与氯离子反应的银离子的物质的量为0.042-0.002=0.04 mol，，所以氯离子的物质的量为0.04 mol，则产品中氯元素的含量为0.04×35.5/0.284×100%=50%；正确答案：50%。