题目内容
氯气是重要的化工原料。
（1）氯气溶于水得到氯水，氯水中存在下列反应：Cl2＋H2O??H＋＋Cl－＋HClO，其平衡常数表达式为K＝________。
（2）工业上常用熟石灰和氯气反应制取漂白粉，反应的化学方程式是____________________________。流程如下图所示，其主要设备是氯化塔，塔从上到下分四层。将含有3%～6%水分的熟石灰从塔顶喷洒而入，氯气从塔的最底层通入，这样加料的目的是__________________________。处理从氯化塔中逸出气体的方法是________。
（3）某科研小组在实验室用较浓的KOH溶液直接吸收氯气，研究发现反应进行一段时间后开始出现KClO3并逐渐增多，产生KClO3的离子方程式是____________________________________，其原因可能是__________________，由此可知（2）中氯化塔设计为四层是为了减少生产中类似副反应的发生。
（1）
（2）2Ca（OH）2＋2Cl2=CaCl2＋Ca（ClO）2＋2H2O 充分接触（或充分吸收） 用碱液吸收（或石灰乳或碱石灰或氢氧化钠溶液等）
（3）6OH－＋3Cl2=5Cl－＋ClO3-＋3H2O 反应放热使温度升高所致
【解析】（1）水作为溶剂（纯液体）不写入平衡常数表达式。（2）熟石灰从塔顶喷入，气体从下往上，类似于硫酸工业中SO3的吸收，这样能增大液、气的接触面积，以吸收充分。没有吸收的氯气从氯化塔中逸出，氯气的处理需要用碱性溶液吸收。（3）有KClO3生成，说明0价的氯被氧化到＋5价，则一定有0价的氯化合价降低，推知为KCl，然后根据电子守恒逆向配平。一段时间后KClO3增多，则可能是KOH与氯气反应放热，使温度升高，造成了副反应增加。
对硝基甲苯是医药、染料等工业的一种重要有机中间体，它常以浓硝酸为硝化剂、浓硫酸为催化剂，通过甲苯的硝化反应制备。
一种新的制备对硝基甲苯的实验方法是：以发烟硝酸为硝化剂，固体NaHSO4为催化剂(可循环使用)，在CCl4溶液中，加入乙酸酐(有脱水作用)，45 ℃反应1 h。反应结束后，过滤，滤液分别用5% NaHCO3溶液、水洗至中性，再经分离提纯得到对硝基甲苯。
(1)上述实验中过滤的目的是_____________________________________。
(2)滤液在分液漏斗中洗涤静置后，有机层处于________层(填“上”或“下”)；放液时，若发现液体流不下来，其可能原因除分液漏斗活塞堵塞外，还有_________________________________________________________。
(3)下列给出了催化剂种类及用量对甲苯硝化反应影响的实验结果。
催化剂 |
| 硝化产物中各种异构体质量分数(%) | 总产率(%) | ||
对硝基甲苯 | 邻硝基甲苯 | 间硝基甲苯 | |||
浓H2SO4 | 1.0 | 35.6 | 60.2 | 4.2 | 98.0 |
1.2 | 36.5 | 59.5 | 4.0 | 99.8 | |
NaHSO4 | 0.15 | 44.6 | 55.1 | 0.3 | 98.9 |
0.25 | 46.3 | 52.8 | 0.9 | 99.9 | |
0.32 | 47.9 | 51.8 | 0.3 | 99.9 | |
0.36 | 45.2 | 54.2 | 0.6 | 99.9 | |
①NaHSO4催化制备对硝基甲苯时，催化剂与甲苯的最佳物质的量之比为________。
②由甲苯硝化得到的各种产物的含量可知，甲苯硝化反应的特点是_________________________________________________________。
③与浓硫酸催化甲苯硝化相比，NaHSO4催化甲苯硝化的优点有________________、________________。
