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19.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℃,常温下不与氢氧化钠溶液反应.
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.酒精喷灯加热      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;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)1324.951.389.2
则1t苯可制得成品为$\frac{(1-0.0892)×112.5}{78}$t(只要求列式).

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,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,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,故选:c,
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)②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;
(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,可知生成氯苯质量为$\frac{(1-0.0892)×112.5}{78}$t,
故答案为:$\frac{(1-0.0892)×112.5}{78}$.

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.

练习册系列答案
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②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:(金属离子浓度为:0.01mol/L)
沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Co(OH)2Al(OH)3Mn(OH)2
开始沉淀2.77.67.64.07.7
完全沉淀3.79.69.25.29.8
③CoCl2•6H2O熔点为86℃,加热至110~120℃时,失去结晶水生成无水氯化钴.
(1)写出浸出过程中Co2O3发生反应的离子方程式Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O.
(2)写出NaClO3发生反应的主要离子方程式ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O;若不慎向“浸出液”中加过量NaClO3时,可能会生成有毒气体,写出生成该有毒气体的离子方程式ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O.
(3)“加Na2CO3调pH至a”,过滤所得到的两种沉淀的化学式为Fe(OH)3、Al(OH)3
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测定
序号
待测液体积/mL标准液滴定管起点读数/mL标准液滴定管终点读数/mL
125.000.0624.04
225.000.0224.02
325.000.1224.14
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(只写出有具体数值的表达式即可)
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