题目内容
【题目】三氯乙醛是基本有机合成原料之一，是生产农药、医药的重要中间体。某化学兴趣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相关物质的相对分子质量及部分物理性质：
C2H5OH | CCl3CHO | CCl3COOH | C2H5Cl | |
相对分子质量 | 46 | 147.5 | 163.5 | 64.5 |
熔点/℃ | -114.1 | -57.5 | 58 | -138.7 |
沸点/℃ | 78.3 | 97.8 | 198 | 12.3 |
溶解性 | 与水互溶 | 可溶于水、乙醇 | 可溶于水、乙醇、三氯乙醛 | 微溶于水，可溶于乙醇 |
(1)仪器E的名称是____________，冷凝水的流向是________进_______出(填“a”或“b”)。
(2)该设计流程中存在一处缺陷，该缺陷是__________，引起的后果是_________________。
(3)仪器A中发生反应的离子方程式为____________________。
(4)该装置C可采用_______________，加热的方法以控制反应温度在70℃左右。
(5)装置D干燥管的作用为_______________，装置D烧杯中的试剂是_______________。
(6)反应结束后，从C中的混合物中分离出Cl3CCOOH的方法是____________(填名称)。
(7)已知：常温下Ka(CCl3COOH)=1.0×10-1mol·L-1，Ka(CH3COOH)=1.7×10-5mol·L-1，请设计实验证明三氯乙酸、乙酸的酸性强弱：____________________________。
【答案】 球形冷凝管 a b 缺少干燥氯气的装置 导致装置C中副产物CCl3COOH、C2H5Cl增多 2MnO4+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O 水浴 防止液体倒吸 氢氧化钠溶液 蒸馏 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
【解析】A装置利用高锰酸钾溶液与浓盐酸制备氯气，B装置用饱和食盐水除去HCl，C中反应制备CCl3CHO，D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)根据仪器构造可知E是球形冷凝管，水的流向应该是下口进上口出。因此，本题答案为：球形冷凝管 ； a； b；
(2)生成的氯气中含有水蒸气，氯气能与水反应生成HCl与HClO，会发生CCl3CHO＋HClO→CCl3COOH＋HCl、C2H5OH＋HCl→C2H5Cl＋H2O，导致装置C中副产物CCl3COOH、C2H5Cl增多，因此，本题答案为：缺少干燥氯气的装置。
(3)高锰酸钾与浓盐酸反应生成氯化锰、氯气与水，反应的离子方程式为2MnO4-＋16H＋＋10Cl－==2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O。
(4)控制反应温度在70 ℃左右，应采取水浴加热。因此，本题答案为：水浴。
(5)由于最终排出的气体中含有氯气和氯化氢，所以需要用氢氧化钠溶液吸收，防止污染空气。干燥管的作用是防止倒吸。因此，本题答案为：防止液体倒吸；氢氧化钠溶液。
(6)CCl3COOH溶于乙醇与CCl3CHO，应采取蒸馏方法进行分离。因此，本题答案为：蒸馏。
(7)分别测定0.1 mol·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。
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