Question

7．氯苯是重要的有机化工产品，是燃料、医药、有机合成的中间体，工业上常用“间歇法”制取．反应原理、实验装置图（加热装置都已略去）如下：
+Cl₂$\stackrel{FeCl_{3}}{→}$+HCl
回答下列问题：
（1）A反应器是利用实验室法制取氯气，中空玻璃管B的作用是平衡气压．冷凝管中冷水应从a（填“a”或“b”）处通入．
（2）把干燥的氯气通入装有干燥笨的反应器C中（内有相当于笨量1%的铁屑作催化剂）．
加热维持反应温度在40-60℃为宜，温度过高回生成过多的二氯苯．
①对C加热的方法时c（填序号）．
a．酒精灯加热b．油浴加热c．水浴加热
②D出口的气体成份有HCl、苯蒸汽和氯气．
（3）C反应器反应完成后，工业上要进行水洗，碱洗以及食盐干燥，才能蒸馏．
①碱洗之前要水洗的目的是洗去一部分无机物，同时为了减少碱的用量，节约成本．
②写出用10%氢氧化钠溶液碱洗时可能发生的化学反应方程式：FeCl₃+3NaOH=Fe（OH）₃↓+3NaCl、HCl+NaOH=NaCl+H₂O等．
（写两个即可）
（4）上述装置图中A、C反应器之间，需要增添一U型管，其内置物质是五氧化二磷或氯化钙．
（5）工业生产中苯的流失情况如下：

项目	二氯苯	尾气	不确定苯耗	流失总量
苯流失量（kg/t）	13	24.9	51.3	89.2

则1t苯可制得成品为$\frac{（1-0.0892）×112.5}{78}$t（只要求列式）

Answer 1

分析 （1）玻璃管B伸入液面下，装置内压强过大时，可以用于平衡气压；采取逆流原理通入冷凝水；
（2）①反应器C加热控制反应温度在40-60℃，应利用水浴加热；
②由于苯易挥发，反应产生的HCl，且有未反应的氯气，都会在D出口导出；
（3）②催化剂氯化铁与氢氧化钠反应，生成HCl会与氢氧化钠反应，溶解的氯气也会与去氧化钠反应；
（4）A、C反应器之间需要增添干燥装置，干燥生成的氯气，可以用五氧化二磷或氯化钙等；
（5）根据苯的总流失量计算参加反应的苯的质量，再根据苯与氯苯质量定比关系计算．

解答 解：（1）玻璃管B伸入液面下，装置内压强过大时，可以用于平衡气压；采取逆流原理通入冷凝水，使冷凝管充满冷凝水，充分冷却，即冷凝水由a口流入，由b口流出，
故答案为：平衡气压；a；
（2）①反应器C加热控制反应温度在40-60℃，应利用水浴加热，故选：c；
②由于苯易挥发，反应产生的HCl，且有未反应的氯气，D出口气体中含有HCl、苯蒸汽、氯气，
故答案为：苯蒸汽、氯气；
（3）②催化剂氯化铁与氢氧化钠反应，生成HCl会与氢氧化钠反应，溶解的氯气也会与去氧化钠反应，反应方程式为：FeCl₃+3NaOH=Fe（OH）₃↓+3NaCl、HCl+NaOH=NaCl+H₂O、Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O，
故答案为：FeCl₃+3NaOH=Fe（OH）₃↓+3NaCl、HCl+NaOH=NaCl+H₂O等；
（4）A、C反应器之间需要增添U型管，干燥生成的氯气，可以用五氧化二磷或氯化钙等，
故答案为：五氧化二磷或氯化钙；
（5）苯的总流失量为89.2Kg/t，故1t苯中参加反应的苯的质量为（1t-0.0892t），由苯与氯苯质量之比为78：112.5，可知生成氯苯质量为$\frac{（1-0.0892）×112.5}{78}$t，
故答案为：$\frac{（1-0.0892）×112.5}{78}$t．

点评 本题考查有机物制备实验方案，涉及对装置、操作与原理的分析评价以及化学计算等，是对学生综合能力的考查，难度中等．