Question

9．联苄（）是一种重要的有机合成中间体，实验室可用苯和1，2一二氯乙烷（ClCH₂CH₂Cl）为原料，在无水AlCl₃催化下加热制得，其制取步骤为：
（一）催化剂的制备：图1是实验室制取少量无水AlCl₃的相关实验装置的仪器和药品：

（1）将上述仪器连接成一套制备并保存无水AlCl₃的装置，各管口标号连接顺序为：d接e，f接g，h接a，b接c．
（2）有人建议将上述装置中D去掉，其余装置和试剂不变，也能制备无水AlCl₃．你认为这样做是否可行不可行（填“可行”或“不可行”），你的理由是制得的Cl₂中混有的HCl与Al反应生成H₂，H₂与Cl₂混合加热时会发生爆炸．
（3）装置A中隐藏着一种安全隐患，请提出一种改进方案：在硬质玻璃管与广口瓶之间用粗导管连接，防止AlCl₃冷凝成固体造成堵塞．
（二）联苄的制备
联苄的制取原理为：
反应最佳条件为n（苯）：n（1，2-二氯乙烷）=10：1，反应温度在60-65℃之间．
实验室制取联苄的装置如图2所示（加热和加持仪器略去）：

实验步骤：
在三口烧瓶中加入120.0mL苯和适量无水AlCl₃，由滴液漏斗滴加10.7mL1，2-二氯乙烷，控制反应温度在60-65℃，反应约60min．将反应后的混合物依次用稀盐酸、2%Na₂CO₃溶液和H₂O洗涤分离，在所得产物中加入少量无水MgSO₄固体，静止、过滤，先常压蒸馏，再减压蒸馏收集170～172℃的馏分，得联苄18.2g．
（4）仪器a的名称为球形冷凝管，和普通分液漏斗相比，使用滴液漏斗的优点是可以使液体顺利滴下．
（5）洗涤操作中，水洗的目的是洗掉Na₂CO₃（或洗掉可溶性无机物）；无水硫酸镁的作用是吸水剂（干燥剂）．
（6）常压蒸馏时，最低控制温度是83.5℃．
（7）该实验的产率约为72.85%．（小数点后保留两位有效数字）

Answer 1

分析 （1）根据实验装置图可知，该实验中用浓盐酸与二氧化锰反应生成氯气，氯气中有氯化氢、水等杂质，先用饱和食盐水除氯化氢，再用浓硫酸干燥，氯气与铝反应制得氯化铝，反应的尾气中有氯气吸收，为防止氯化铝与氢氧化钠溶液中的水蒸汽反应，所以需要干燥、尾气处理装置；
（2）根据HCl与Al反应生成H₂，H₂与Cl₂混合加热时会发生爆炸来分析；
（3）AlCl₃冷凝成固体会造成试管堵塞，据此回答；
（4）根据实验仪器的特点来确定其名称，结合液滴漏斗和普通分液漏斗的特点以及使用原理来回答；
（5）洗涤操作中，第二次水洗主要是除去氯化铝、盐酸和碳酸钠（或洗掉可溶性无机物），洗涤后加入少量无水硫酸镁固体，目的是吸收产品中少量的水分，也可以用氯化钙代替；
（6）减压蒸馏，可降低沸点，根据实验目的以及物质的熔沸点来回答；
（7）120mL苯（密度0.88g/mL）的物质的量为$\frac{120×0.88}{78}$mol=1.35mol，10.7mL1，2-二氯乙烷的物质的量为$\frac{10.7×1.27}{99}$mol=0.137mol，根据苯、1，2-二氯乙烷为原料制备联苯的方程式可知，苯过量，所以产品的理论产量为0.137mol×182g/mol=24.98g，根据产率=$\frac{实际产量}{理论产量}$×100%计算．

解答 解：（1）验室制备无水氯化铁，需要先制取氯气，用2装置，根据题意3用于除去氯气中的氯化氢，4用于干燥氯气，由于无水氯化铁遇潮湿空气极易吸水生成FeCl₃•nH₂O，所以5防止空气中的水蒸气进入，同时吸收未反应的氯气，防止污染空气，则仪器的连接顺序为d→e→f→g→h→a→b→c，
故答案为：f；g；h；a；b；c；
（2）将上述装置中D去掉，其余装置和试剂不变，不能制备无水AlCl₃，因为制得的Cl₂中混有的HCl与Al反应生成H₂，H₂与Cl₂混合加热时会发生爆炸，
故答案为：不可行；制得的Cl₂中混有的HCl与Al反应生成H₂，H₂与Cl₂混合加热时会发生爆炸；
（3）为了防止AlCl₃冷凝成固体会造成试管堵塞，在硬质玻璃管与广口瓶之间用粗导管连接，故答案为：在硬质玻璃管与广口瓶之间用粗导管连接，防止AlCl₃冷凝成固体造成堵塞；
（4）根据实验仪器的特点，知道该装置的名称是：球形冷凝管，和普通分液漏斗相比，使用滴液漏斗的优点是可以使液体顺利滴下，
故答案为：球形冷凝管；可以使液体顺利滴下；
（5）洗涤操作中，第二次水洗主要是除去氯化铝、盐酸和碳酸钠（或洗掉可溶性无机物），洗涤后加入少量无水硫酸镁固体，目的是吸收产品中少量的水分，也可以用氯化钙代替，做吸水剂（干燥剂）．
故答案为：洗掉Na₂CO₃（或洗掉可溶性无机物）；吸水剂（干燥剂）；
（6）常压蒸馏时，减压蒸馏，可降低沸点，避免温度过高，导致副反应的发生，根据物质的熔沸点的高低，需要最低控制温度是83.5℃，故答案为：83.5℃；
（7）120mL苯（密度0.88g/mL）的物质的量为$\frac{120×0.88}{78}$mol=1.35mol，10.7mL1，2-二氯乙烷的物质的量为$\frac{10.7×1.27}{99}$mol=0.137mol，根据苯、1，2-二氯乙烷为原料制备联苯的方程式可知，苯过量，所以产品的理论产量为0.137mol×182g/mol=24.98g，所以产率=$\frac{实际产量}{理论产量}$×100%=$\frac{18.2g}{24.98g}$×100%=72.85%，故答案为：72.85%．

点评 本题考查制备实验方案设计，为高频考点，题目难度中等，侧重于学生的分析、实验能力的考查，明确原理是解题关键，注意把握相关基本实验方法和操作的把握．