题目内容

17．某探究小组设计如图所示装置（夹持、加热仪器略），模拟工业生产进行制备三氯乙醛（CCl3CHO）的实验．查阅资料，有关信息如下：
①制备反应原理：C2H5OH+4Cl2→CCl3CHO+5HCl
可能发生的副反应：C2H5OH+HCl→C2H5Cl+H2O
CCl3CHO+HClO→CCl3COOH （三氯乙酸）+HCl
②相关物质的部分物理性质：
C2H5OHCCl3CHOCCl3COOHC2H5Cl
熔点/℃-1 14.1-57.558-138.7
沸点/℃78.397.819812.3
溶解性与水互溶可溶于水、乙醇可溶于水、乙醇微溶于水，可溶于乙醇
（1）装置B中盛放的试剂是饱和食盐水；装置E的作用是吸收多余氯气和氯化氢；
（2）若撤去装置C，可能导致装置D中副产物Cl3CCOOH、C2H5Cl（填化学式）的量增加；装置D可采用水浴加热的方法以控制反应温度在70℃左右．
（3）反应结束后，可采用蒸馏的方法从D中的混合物分离出CCl3COOH，除酒精灯、接液管、温度计、锥形瓶外，所需玻璃仪器有蒸馏烧瓶、冷凝管．
（4）测定产品纯度：称取产品0.30g配成待测溶液，加入0.1000mol/L碘标准溶液20.00mL，再加入适量Na2CO3溶液，反应完全后，加盐酸调节溶液的pH，立即用0.0200mol/LNa2S2O3溶液滴定至终点．进行平行实验后，测得消耗Na2S2O3溶液20.00mL．则产品的纯度为88.5%．（保留3位有效数字）
滴定的反应原理：
CCl3CHO+OH-→CHCl3+HCOO-
HCOO-+I2→H++2I-+CO2↑    
I2+2S2O32-→2I-+S4O62-
（5）请设计实验方案证明三氯乙酸的酸性比乙酸强：分别测定0.1mol•L-1两种酸溶液的pH，三氯乙酸的pH较小，说明三氯乙酸酸性比乙酸的强．

分析 A装置利用二氧化锰与浓盐酸制备氯气，B装置用饱和食盐水除去HCl，C装置盛放浓硫酸干燥氯气，D中反应制备CCl3CHO，E装置盛放氢氧化钠溶液，吸收尾气中氯气、HCl防止污染空气．
（1）二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、氯气与水；用饱和食盐水除去HCl；
（2）氯气能与水反应生成HCl与HClO，会发生：CCl3CHO+HClO→CCl3COOH（三氯乙酸）+HCl、C2H5OH+HCl→C2H5Cl+H2O；控制反应温度在70℃左右，应采取水浴加热；
（3）CCl3COOH溶于乙醇与CCl3CHO，控制温度通过蒸馏分离，依据蒸馏装置选择需要的仪器；
（4）根据消耗的Na2S2O3计算剩余I2的物质的量，进而计算与HCOO-反应的I2的物质的量，再根据关系式：CCl3CHO～HCOO-～I2计算；
（5）酸性越强，电离程度越大，溶液pH越小．

解答 解：A装置利用二氧化锰与浓盐酸制备氯气，B装置用饱和食盐水除去HCl，C装置盛放浓硫酸干燥氯气，D中反应制备CCl4CHO，E装置盛放氢氧化钠溶液，吸收尾气中氯气、HCl防止污染空气．
（1）二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、氯气与水，反应方程式为：MnO2+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O，所以仪器a中盛放的试剂是浓盐酸，B装置用饱和食盐水除去氯气中的氯化氢，E的作用吸收多余氯气和氯化氢，
故答案为：饱和食盐水；吸收多余氯气和氯化氢；
（2）氯气能与水反应生成HCl与HClO，会发生：CCl3CHO+HClO→CCl3COOH（三氯乙酸）+HCl、C2H5OH+HCl→C2H5Cl+H2O，导致装置D中副产物：CCl3COOH、C2H5Cl增多，控制反应温度在70℃左右，应采取水浴加热，受热均匀，偏于控制温度，
故答案为：CCl3COOH、C2H5Cl；水浴；
（3）CCl3COOH溶于乙醇与CCl3CHO，应采取蒸馏方法进行分离，除酒精灯、接液管、温度计、锥形瓶外，所需玻璃仪器有蒸馏烧瓶、冷凝管，
故答案为：蒸馏； 蒸馏烧瓶、冷凝管；
（4）根据消耗的Na2S2O3计算
剩余I2的物质的量0.02000mol•L-1×0.02L=2×10-4mol，与HCOO-反应的I2的物质的量为0.1000mol•L-1×0.02L-2×10-4mol=1.8×10-3mol，由CCl3CHO～HCOO-～I2可知，CCl3CHO的物质的量为1.8×10-3mol，则产品的纯度为$\frac{1.8×1{0}^{-3}mol×147.5g/mol}{0.3g}$×100%=88.5%，
故答案为：88.5%；
（5）分别测定0.1mol•L-1两种酸溶液的pH，三氯乙酸的pH较小，说明三氯乙酸电离程度比乙酸的大，则三氯乙酸的酸性比乙酸的强；
故答案为：分别测定0.1mol•L-1两种酸溶液的pH，三氯乙酸的pH较小，说明三氯乙酸酸性比乙酸的强．

点评 本题考查有机物制备、物质含量程度、实验方案设计等，关键是明确反应原理与各装置作用，掌握常用物质分离提纯方法，注意对题目信息的应用，题目难度中等，侧重于考查学生的实验探究能力和计算能力．

练习册系列答案
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7．页岩气是从页岩层中开采出来的一种非常重要的非常规天然气资源，页岩气的主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，下列有关甲烷的说法正确的是（　　）
A．既不是电解质也不是非电解质
B．甲烷燃烧的产物可导致酸雨
C．甲烷可以做燃料电池的燃料
D．等质量的不同烷烃充全燃烧，甲烷的耗氧最最少
8．某小组以CoCl2•6H2O、NH4Cl、H2O2、浓氨水为原料，在活性炭催化下，合成橙黄色晶体X．为确定其组成，进行如下实验．

（1）氨的测定：精确称取wg X，加适量水溶解，注入如图所示的三颈瓶中，然后逐滴加入足量10%NaOH溶液，通入水蒸气，将样品液中的氨全部蒸出，用V1mL c1mol/L的盐酸标准溶液吸收．蒸氨结束后取下接收瓶，用c2 mol/L NaOH标准溶液滴定过剩的HCl，到终点时消耗V2 mL NaOH溶液．
①氨的测定装置（已省略加热和夹持装置）中安全管b的作用是使A瓶中压强稳定．盛10% NaOH溶液仪器c的名称是分液漏斗．
②用NaOH标准溶液滴定过剩的HCl时，应使用碱式（填“酸式”或“碱式”）滴定管，用酚酞做指示剂，判断达到滴定终点时的现象为溶液变为浅红色，且30秒内不褪色．
③样品中氨的质量分数表达式为$\frac{（{C}_{1}{V}_{1}-{C}_{2}{V}_{2}）×1{0}^{-3}×17}{W}$×100%．测定氨前应该对装置进行气密性检验，若气密性不好测定结果将偏低（填“偏高”或“偏低”）．
（2）氯的测定：准确称取样品X，配成溶液后用AgNO3标准溶液滴定，K2CrO4溶液为指示剂，至出现淡红色沉淀不再消失为终点（Ag2CrO4为砖红色）．滴定终点时，若液中c（Ag+）=2.0×10-5mol/L，则c（CrO42-）为2.8×10-3mol/L，（已知Ksp（Ag2CrO4）=1.12×10-12）
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5．用含FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液和空气可吸收H2S并回收S，且能实现回收液的循环，其物质转化关系如图．下列有关说法错误的是（　　）
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B．转化过程中包含三步化学反应
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12．将铜和氧化铁的混和物溶于足量稀盐酸，再向所得溶液滴入2滴 KSCN溶液后出现红色．下列有关说法错误的是（　　）
A．容器中可能有固体残渣B．所得溶液中存在Fe2+、Fe3+、Cu2+
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2．下列有关化学与环境、生活的说法中，正确的是（　　）
A．汽车尾气的排放是造成温室效应的主要原因
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C．纤维素在人体内可水解成葡萄糖，供人体组织的营养需要
D．明矾是常用的水处理剂，可用于城市自来水的杀菌消毒
9．下列有关性质的比较，不能用元素周期律解释的是（　　）
A．酸性 HCl＞H2SO3B．金属性 Mg＞AlC．碱性 NaOH＞Mg（OH）2D．稳定性 HF＞HCl
6．下列说法正确的是（　　）
A．木糖醇（　　）和葡萄糖（　　）互为同系物，均

属于糖类
B．分子式为C6H14的有机物其一氯代物有三种，此有机物可能是3，3-二甲基丁烷
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（1）实验时装置A需在60℃～100℃进行的原因是温度过低，化学反应速率较慢，温度过高草酸升华或分解，控制所需温度的方法是水浴加热．
（2）电动搅拌棒的作用是将反应物充分混合（或充分反应、或使反应物受热均匀）．装置A中反应产物有Na2CO3、ClO2和CO2等，该反应的化学方程式为2NaClO3+H2C2O4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2CO3+CO2↑+2ClO2↑+H2O．
（3）在装置C中ClO2和NaOH反应生成等物质的量的两种盐，其中一种盐为NaClO2，写出反应的离子方程式2ClO2+2OH-=ClO3-+ClO2-+H2O．
（4）用ClO2处理过的饮用水（pH为5.5～6.5）往往残留少量ClO2和一定量对人体不利的亚氯酸根离子（ClO2-）．
①ClO2被I-还原为ClO2-、Cl-的转化率与溶液pH的关系如图2所示
②当pH≤2.0时，ClO2-也能被I-还原成Cl-
③2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI
根据上述信息，请补充完整测定饮用水中ClO2-含量的实验方案：
取一定体积的饮用水，加入NaOH溶液调节pH为7.0～8.0；加入足量KI溶液，加2滴淀粉溶液；用标准Na2S2O3溶液滴定至终点（或蓝色褪去），记录消耗标准Na2S2O3溶液的体积；加入稀硫酸调节溶液的pH≤2.0；继续用标准Na2S2O3溶液滴定至终点，记录消耗标准Na2S2O3溶液的体积；再重复上述操作1～2次，计算得出结果．
（实验中需使用的试剂：淀粉溶液、标准Na2S2O3溶液、KI溶液、稀硫酸）

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