题目内容

【题目】实验室制备叔丁基苯()的反应和有关数据如下:

+ClC(CH3)3 +HCl

物质

相对分子质量

密度/gcm-3

熔点/

沸点/

溶解性

AlCl3

——

——

190

易升华

遇水极易潮解并产生白色烟雾,微溶于苯

78

0.88

——

80.1

难溶于水,易溶于乙醇

氯代叔丁烷

92.5

1.85

——

51.6

难溶于水,可溶于苯

叔丁基苯

134

0.87

——

169

难溶于水,易溶于苯

I.如图是实验室制备无水AlCl3可能需要的装置:

A. B. C. D. E. F.

(1)检查B装置气密性的方法是__________

(2)制备无水AlCl3的装置的合理的连接顺序为________(填小写字母),其中E装置的作用是___________

(3)实验时应先加热圆底烧瓶再加热硬质玻璃管,其原因是________

II.如图是实验室制备叔丁基苯的装置(夹持装置略)

在三颈烧瓶中加入50mL的苯和适量的无水AlCl,由恒压漏斗滴加氯代叔丁烷10 mL,一定温度下反应一段时间后,将反应后的混合物洗涤分离,在所得产物中加入少量无水MgSO4固体,静置,过滤,蒸馏得叔丁基苯20 g

使用恒压漏斗的优点是_________;加入无水MgSO4固体的作用是____________________________________

(5)洗涤混合物时所用的试剂有如下三种,正确的使用顺序是__________(填序号)

5%Na2CO3溶液 ②稀盐酸 H2O

(6)本实验中叔丁基苯的产率为______________(保留3位有效数字)

【答案】分液漏斗注入水后,关闭止水夹,打开分液漏斗的活塞使液体流下,一段时间后液体不能继续流下,说明气密性良好 defghijc 防止空气中的水蒸气进入,吸收多余的氯气 若先加热硬质玻璃管,Al先与O2反应,无法制得纯净AlCl3 使液体顺利滴下 干燥 ②①③ 74.6%

【解析】

实验室制备无水AlCl3,需要干燥的氯气与铝在加热条件下反应,题中B用于制备氯气,用DC装置分别除去HCl、水,用F装置制备氯化铝,避免固体堵塞导管,最后连接E,以吸收空气中的水,且防止氯气污染空气;
.如图是实验室制备叔丁基苯的装置,在三颈烧瓶中加入50 mL的苯和适量的无水AlCl3,由恒压漏斗滴加氯代叔丁烷10mL,恒压漏斗可使液体顺利滴下,产物中加入无水硫酸镁,可起到干燥的作用,反应后混合物中含有氯化铝以及水解生成的氢氧化铝,可加入稀盐酸,然后加入碳酸钠除去盐酸,最后加入水洗涤,以此解答该题。

(1)检查B装置气密性,可利用压强差原理,将分液漏斗注入水后,关闭止水夹,打开分液漏斗的活塞使液体流下,一段时间后液体不能继续流下,说明气密性良好;故答案为:分液漏斗注入水后,关闭止水夹,打开分液漏斗的活塞使液体流下,一段时间后液体不能继续流下,说明气密性良好。

B用于制备氯气,用DC装置分别除去HCl、水,用F装置制备氯化铝,避免固体堵塞导管,最后连接E,以吸收空气中的水,且防止氯气污染空气,则连接顺序为defghijc;故答案为:defghijc;防止空气中的水蒸气进入,吸收多余的氯气。

(3)实验时应先加热圆底烧瓶再加热硬质玻璃管,原因是若先加热硬质玻璃管,Al先与O2反应无法制得纯净AlCl3,加热圆底烧瓶,生成的氯气可将装置内的空气排出;故答案为:若先加热硬质玻璃管,Al先与O2反应,无法制得纯净AlCl3

(4)使用恒压漏斗的优点是使液体顺利滴下,MgSO4固体具有吸水作用加入无水MgSO4固体可起到干燥的作用;故答案为:使液体顺利滴下;干燥。

(5)反应后混合物中含有氯化铝以及水解生成的氢氧化铝,可加入稀盐酸,然后加入碳酸钠除去盐酸,最后加入水洗涤,则顺序为②①③,故答案为:②①③

(6)50mL的苯的物质的量为50mL×0.55gmL-1÷78gmol-1=0.35mol10mL氯代叔丁烷的物质的量为10mL×1.85gmL-1÷ 92.5gmol-1=0.2mol,由方程式可知理论可生成0.2mol叔丁基苯,质量为0.2mol×134gmol-1=26.8g,则产率为20g÷26.8g×100%=74.6%,故答案为:74.6%

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