Question

10．氯苯是重要的有机化工产品，是染料、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：
已知：氯苯为无色液体，沸点132.2℃．
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苯的反应器C中（内有相当于苯量1%的铁屑作催化剂），加热维持反应温度在40～60℃为宜，温度过高会生成二氯苯．
①对C加热的方法是c（填序号）
a．酒精灯加热     b．油浴加热      c．水浴加热
②D出口的气体成分有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、碱洗及食盐干燥，才能蒸馏．碱洗之前要水洗的目的是洗去部分无机物，同时减少碱的用量，节约成本．写出用10%氢氧化钠碱洗时可能发生的化学反应方程式：FeCl₃+3NaOH=Fe（OH）₃↓+3NaCl和HCl+NaOH=NaCl+H₂O（写两个即可）．
（4）上述装置图中A、C反应器之间，需要增添一个U形管，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）催化剂氯化铁与氢氧化钠反应，生成的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，与大气相通，装置内压强过大时，可用于平衡气压；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，
故答案为：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）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，则生成氯苯质量为：$\frac{（1-0.0892）×112.5}{78}$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、化学计算等知识，题目难度中等，明确实验目的、实验原理为解答关键，注意掌握制备方案设计与评价的原则，试题培养了学生的分析、理解能力及化学实验能力．