Question

20．氯仿（CHCl₃）常用作有机溶剂和麻醉剂，常温下在空气中易被氧化．实验室中可用热还原CCl₄法制备氯仿，装置示意图及有关数据如下：

物质	相对分子质量	密度/（g•mL-1）	沸点/℃	水中溶解性
CHCl3	119.5	1.50	61.3	难溶
CCl4	154	1.59	76.7	难溶

实验步骤：
①检验装置气密性；②开始通入H₂； ③点燃B处酒精灯；
④向A处水槽中加入热水，接通C处冷凝装置的冷水；   
⑤向三颈瓶中滴入20mLCCl₄；
⑥反应结束后，停止加热，将D处锥形瓶中收集到的液体分别用适量NaHCO₃溶液和水洗涤，分出的产物加入少量无水CaCl₂固体，静置后过滤；
⑦对滤液进行蒸馏纯化，得到氯仿15g．请回答：
（1）若步骤②和步骤③的顺序颠倒，则实验中产生的不良后果可能为加热时氢气遇氧气发生爆炸、生成的氯仿被氧气氧化．
（2）B处中发生主要反应的化学方程式为CCl₄+H₂$→_{△}^{催化剂}$CHCl₃+HCl．
（3）C处中应选用的冷凝管为B（填选项字母）；冷水应从该冷凝管的a（填“a”或“b”）口接入．

（4）步骤⑥中，用水洗涤的目的为洗掉NaHCO₃和NaCl．
（5）该实验中，氯仿的产率为61%．
（6）氯仿在空气中能被氧气氧化生成HCl和光气（COCl₂），该反应的化学方程式为2CHCl₃+O₂=2COCl₂+2HCl．

Answer 1

分析 （1）若步骤②和步骤③的顺序颠倒，则装置中有空气，通入氢气再加热，容易发生爆炸，同时装置中的空气也能氧化氯仿；
（2）装置B中是四氯化碳与氢气发生取代反应生成三氯甲烷和氯化氢；
（3）蒸馏装置中通常选用直形冷凝管，便于液体流下；冷却水采用逆流的方式冷却效果较好；
（4）收集到的液体先用适量NaHCO₃溶液洗涤，此时会有NaHCO₃和NaCl杂质，所以要用水再洗涤；
（5）20mLCCl₄的质量为31.8g，其物质的量为0.206mol，根据反应CCl₄+H₂$→_{△}^{催化剂}$CHCl₃+HCl可知，理论上应生成的物质的量为0.206mol，即质量为24.6g，根据产率=$\frac{实际产量}{理论产量}$×100%计算；
（6）氯仿在空气中被氧气氧化生成HCl和光气（COCl₂），根据元素守恒可书写化学方程式．

解答 解：（1）若步骤②和步骤③的顺序颠倒，则装置中有空气，通入氢气再加热，容易发生爆炸，同时装置中的空气也能氧化氯仿，
故答案为：加热时氢气遇氧气发生爆炸、生成的氯仿被氧气氧化；
（2）装置B中是四氯化碳与氢气发生取代反应生成三氯甲烷和氯化氢，反应方程式为CCl₄+H₂$→_{△}^{催化剂}$CHCl₃+HCl，
故答案为：CCl₄+H₂$→_{△}^{催化剂}$CHCl₃+HCl；
（3）蒸馏装置中通常选用直形冷凝管，便于液体流下，故选B，冷却水采用逆流的方式冷却效果较好，所以冷水应从该冷凝管的a口接入，
故答案为：B；a；
（4）收集到的液体先用适量NaHCO₃溶液洗涤，此时会有NaHCO₃和NaCl杂质，所以要用水再洗涤，用以洗掉NaHCO₃和NaCl，
故答案为：洗掉NaHCO₃和NaCl；
（5）20mLCCl₄的质量为31.8g，其物质的量为0.206mol，根据反应CCl₄+H₂$→_{△}^{催化剂}$CHCl₃+HCl可知，理论上应生成的物质的量为0.206mol，即质量为24.6g，根据产率=$\frac{15g}{24.6g}$×100%=61%，
故答案为：61%；
（6）氯仿在空气中被氧气氧化生成HCl和光气（COCl₂），根据元素守恒可知化学方程式为2CHCl₃+O₂=2COCl₂+2HCl，
故答案为：2CHCl₃+O₂=2COCl₂+2HCl．

点评 本题考查了物质制备方案的设计，题目难度中等，涉及仪器的使用、化学实验基本操作方法、化学计算等知识，试题知识点较多、综合性较强，充分考查了学生的化学实验、化学计算能力．