Question

13．Fridel-Crafts反應(yīng)：ArH+RX$\stackrel{無(wú)水AlCl_{3}}{→}$ArR+HX；△H＜0（Ar表示苯基）是向苯環(huán)上引入烷基方法之一．某化學(xué)興趣小組在實(shí)驗(yàn)室先利用叔丁醇與鹽酸反應(yīng)制得叔丁基氯（沸點(diǎn)50.7℃），再利用Fridel-Crafts反應(yīng)制備對(duì)叔丁基苯酚（熔點(diǎn)99℃）．反應(yīng)流程如圖所示：

（1）分液用到的主要儀器是分液漏斗．
（2）對(duì)有機(jī)層依次用飽和碳酸氫鈉和蒸餾水洗滌，飽和碳酸氫鈉的作用是除去叔丁基氯粗產(chǎn)物中的HCl．
通過(guò)蒸餾操作可將叔丁基氯粗產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為較為純凈的叔丁基氯．
（3）寫(xiě)出本實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)②的化學(xué)方程式：+（CH₃）₃CCl $\stackrel{無(wú)水AlCl_{3}}{→}$+HCl．
該反應(yīng)用冷水浴控制適當(dāng)溫度，其原因是Fridel-Crafts反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程中溶液溫度容易升高，且生成大量的HCl氣體，而叔丁基氯的沸點(diǎn)只有50.7℃，若不注意及時(shí)冷卻就會(huì)使叔丁基氯的蒸氣被大量的HCl氣體帶走而影響產(chǎn)率．
（4）對(duì)叔丁基苯酚有時(shí)候呈現(xiàn)紫色，原因可能是一部分對(duì)叔丁基苯酚被空氣中的氧氣所氧化．

Answer 1

分析 叔丁醇與鹽酸反應(yīng)（CH₃）₃COH+HCl→（CH₃）₃CCl+H₂O、叔丁基氯有機(jī)層中含有鹽酸，加入碳酸氫鈉可除去，由于叔丁基氯的沸點(diǎn)較低，可用蒸餾法分離；叔丁基氯與苯酚發(fā)生取代反應(yīng)：+（CH₃）₃CCl $\stackrel{無(wú)水AlCl_{3}}{→}$+HCl，生成對(duì)叔丁基苯酚．
（1）對(duì)反應(yīng)后形成的互不相溶的兩液體進(jìn)行分液用分液漏斗；
（2）叔丁基氯有機(jī)層中含有鹽酸，加入碳酸氫鈉可除去，由于叔丁基氯的沸點(diǎn)較低，可用蒸餾法分離；
（3）寫(xiě)出本實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)②為叔丁基氯與苯酚發(fā)生取代反應(yīng)生成對(duì)叔丁基苯酚和氯化氫；反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程中溶液溫度容易升高，且生成大量的HCl氣體，而叔丁基氯的沸點(diǎn)只有50.7℃，若不注意及時(shí)冷卻就會(huì)使叔丁基氯的蒸氣被大量的HCl氣體帶走而影響產(chǎn)率；
（4）酚易被空氣中的氧氣氧化而變質(zhì)．

解答 解：叔丁醇與鹽酸反應(yīng)（CH₃）₃COH+HCl→（CH₃）₃CCl+H₂O、叔丁基氯有機(jī)層中含有鹽酸，加入碳酸氫鈉可除去，由于叔丁基氯的沸點(diǎn)較低，可用蒸餾法分離；叔丁基氯與苯酚發(fā)生取代反應(yīng)：+（CH₃）₃CCl $\stackrel{無(wú)水AlCl_{3}}{→}$+HCl，生成對(duì)叔丁基苯酚．
（1）叔丁醇與鹽酸發(fā)生取代反應(yīng)，生成的叔丁基氯在有機(jī)層，將水層與有機(jī)層分離，通常采用分液操作，用到的主要儀器是分液漏斗，
故答案為：分液漏斗；
（2）有機(jī)層中會(huì)溶解一些HCl，加入飽和碳酸氫鈉溶液可以吸收HCl，除去叔丁基氯中的HCl，再進(jìn)行蒸餾操作可將叔丁基氯粗產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為較為純凈的叔丁基氯，
故答案為：除去叔丁基氯中的HCl；蒸餾；
（3）本實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)②為叔丁基氯與苯酚發(fā)生取代反應(yīng)：+（CH₃）₃CCl $\stackrel{無(wú)水AlCl_{3}}{→}$+HCl，生成對(duì)叔丁基苯酚，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程中溶液溫度容易升高，且生成大量的HCl氣體，而叔丁基氯的沸點(diǎn)只有50.7℃，若不注意及時(shí)冷卻就會(huì)使叔丁基氯的蒸氣被大量的HCl氣體帶走而影響產(chǎn)率，故應(yīng)用冷水浴冷卻，
故答案為：+（CH₃）₃CCl $\stackrel{無(wú)水AlCl_{3}}{→}$+HCl；Fridel-Crafts反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程中溶液溫度容易升高，且生成大量的HCl氣體，而叔丁基氯的沸點(diǎn)只有50.7℃，若不注意及時(shí)冷卻就會(huì)使叔丁基氯的蒸氣被大量的HCl氣體帶走而影響產(chǎn)率；
（4）苯酚易被氧化生成對(duì)苯醌，可導(dǎo)致最終產(chǎn)品對(duì)叔丁基苯酚不是白色而呈現(xiàn)紫色，故答案為：一部分苯酚被空氣中的氧氣所氧化．

點(diǎn)評(píng) 本題以有機(jī)物的合成為載體綜合考查化學(xué)制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，側(cè)重于學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α⒃u(píng)價(jià)能力和分析能力的考查，為高考常見(jiàn)題型，題目難度中等，注意把握實(shí)驗(yàn)操作原理和方法．