Question

【題目】氯苯是染料、醫(yī)藥、有機(jī)合成的中間體，是重要的有機(jī)化工產(chǎn)品。其合成反應(yīng)原理是：C6H6+Cl2C6H5Cl+HCl

某實(shí)驗(yàn)室制取氯苯的裝置如圖所示（加熱和夾持裝置已略去）。

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)儀器a、b組合成制取氯氣的裝置，反應(yīng)不需要加熱，則儀器a中的固體反應(yīng)物是__（填化學(xué)式）。

(2)把氯氣干燥后通入裝有40mL苯（密度0.88g/mL）的反應(yīng)器d中（內(nèi)有鐵屑作催化劑），維持反應(yīng)溫度在50～60℃，回流40分鐘。對(duì)儀器d加熱的方法是__。

(3)儀器c的名稱是___，儀器c出口的氣體成分有HCl、Cl2和__。

(4)將d中的液體倒入分液漏斗中，分別用蒸餾水和NaOH溶液洗滌，分離出的產(chǎn)物干燥后，進(jìn)行蒸餾純化，得到24g純凈的氯苯。

①堿洗之前要進(jìn)行水洗，其目的是__。

②用10%NaOH溶液堿洗時(shí)發(fā)生氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式為__。

③該實(shí)驗(yàn)所得氯苯的產(chǎn)率為__（保留小數(shù)點(diǎn)后一位），該產(chǎn)率低于理論產(chǎn)率的原因___（填寫兩條）。

Answer 1

【答案】KMnO4 水浴加熱 球形冷凝管 苯蒸氣 洗去產(chǎn)品中的FeCl3、HCl，節(jié)省堿的用量，降低成本 Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O 47.2%（或47.3%） 氯苯在提取過(guò)程中有損失，有副反應(yīng)發(fā)生

【解析】

儀器a、b組合成制取氯氣的裝置，反應(yīng)不需要加熱，則應(yīng)為KMnO4與濃鹽酸反應(yīng)制Cl2，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2KMnO4+16HCl(濃)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O；a、d間的洗氣瓶?jī)?nèi)應(yīng)裝有濃硫酸，用于除去Cl2中混有的水蒸氣；在d中，干燥后的氯氣通入裝有40mL苯（密度0.88g/mL）的反應(yīng)器d中（內(nèi)有鐵屑作催化劑），因需要維持反應(yīng)溫度在50～60℃，所以最好用熱水浴加熱。生成的氯苯中混有苯、Cl2、HCl、FeCl3等，先水洗去掉HCl、FeCl3等，再用NaOH洗滌，去掉Cl2，然后分液，再進(jìn)行蒸餾，以便獲得純凈的氯苯。

(1)儀器a、b組合成制取氯氣的裝置，反應(yīng)不需要加熱，則應(yīng)為利用KMnO4與濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣，則儀器a中的固體反應(yīng)物是KMnO4。答案為：KMnO4；

(2)因需維持反應(yīng)溫度在50～60℃，所以可利用熱水浴加熱，對(duì)儀器d加熱的方法是水浴加熱。答案為：水浴加熱；

(3)儀器c的名稱是球形冷凝管，因苯易揮發(fā)，所以儀器c出口的氣體成分有HCl、Cl2和苯蒸氣。答案為：球形冷凝管；苯蒸氣；

(4)①因HCl、FeCl3易溶于水，為節(jié)省堿液，在堿洗之前要進(jìn)行水洗，其目的是洗去產(chǎn)品中的FeCl3、HCl，節(jié)省堿的用量，降低成本。答案為洗去產(chǎn)品中的FeCl3、HCl，節(jié)省堿的用量，降低成本

②用10%NaOH溶液堿洗時(shí)，主要洗去Cl2，Cl2與NaOH溶液反應(yīng)，生成NaCl、NaClO等，發(fā)生氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O。答案為：Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O；

③苯與氯氣反應(yīng)制氯苯化學(xué)方程式為+Cl2+HCl，則理論上制得氯苯的質(zhì)量為=50.77g，該實(shí)驗(yàn)所得氯苯的產(chǎn)率為=47.2%（或47.3%），該產(chǎn)率低于理論產(chǎn)率的原因：氯苯在提取過(guò)程中有損失，有副反應(yīng)發(fā)生。答案為：47.2%（或47.3%）；氯苯在提取過(guò)程中有損失，有副反應(yīng)發(fā)生。