Question

【題目】科學家利用石墨烯和具有粘彈性的聚硅樹脂(俗稱橡皮泥)制備出一種具有極高靈敏度的電力學傳感材料，能夠檢測輕微的變形和沖擊，其靈敏程度甚至能探測到蜘蛛的運動。該材料可用于制作檢測人體脈搏、血壓的傳感器等。實驗室模擬工業合成方法，制備聚硅樹脂的中間體氯甲基三乙氧基硅烷ClCH2Si(OEt)3 。量取20mL甲基三氯硅烷(CH3SiCl3)注入三頸燒瓶中，開啟電磁攪拌加熱器升溫至66℃，從a中加入濃鹽酸，加熱A一段時間，待溫度升至110℃，停止加熱，在三頸燒瓶中加入30mL無水乙醇(EtOH)，迅速反應生成氯甲基三乙氧基硅烷ClCH2Si(OEt)3，待溫度降至室溫后，將三頸燒瓶中液體轉移到蒸餾燒瓶中蒸餾，收集得到174.5℃餾分12mL。

物質	C2H5OH	CH3SiCl3	ClCH2SiCl3	ClCH2Si(OEt)3
相對分子質量	46	149.5	184	212.5
熔點/℃	－114.1	－77.8	—	—
沸點/℃	78.3	66.4	116.5	174
密度/g·mL	0.79	1.30	1.47	1.02

已知：①甲基三氯硅烷為無色液體，具有刺鼻惡臭，易潮解；氯甲基三乙氧基硅烷易水解，能與堿金屬氫氧化物生成堿金屬硅醇鹽。②CH3CH2OH也可簡寫成EtOH

（1）連接好裝置后，檢驗裝置氣密性的操作是：D和E之間夾上止水夾，B中裝入適量蒸餾水，___________________________________________________說明裝置氣密性完好。

(2) A裝置中發生反應的離子方程式是：_______________________；裝置C的作用是：_______________________ ；E中所裝液體是：__________________；

(3)裝置D中發生反應的化學方程式為：① CH3SiCl3 + Cl2 → ClCH2SiCl3 + HCl

②___________________________________________________________；球形冷凝管的作用是：________________________；

(4) 有同學發現該裝置有一處不足可能會導致實驗失敗，應該___________________；

(5) 該方法制備氯甲基三乙氧基硅烷的產率(實際產量/理論產量)是：_______________(保留兩位有效數字)。

Answer 1

【答案】 微熱A，B中導管口出現氣泡，停止加熱后若導管中液面上升，說明裝置氣密性完好 MnO2 + 4H++2Cl－Mn2++Cl2↑+2H2O 干燥氯氣 氫氧化鈉溶液 ClCH3SiCl3 +3EtOHClCH2Si(OEt)3 + 3HCl 冷凝回流 在D和E之間增加一個裝有堿石灰的干燥管 33%

【解析】（1）連接好裝置后，檢驗裝置氣密性的操作是：D和E之間夾上止水夾，B中裝入適量蒸餾水，微熱A，B中導管口出現氣泡，停止加熱后若導管中液面上升，說明裝置氣密性完好；(2) A裝置為制備氯氣的裝置，發生反應的離子方程式是：MnO2 + 4H++2Cl－ Mn2+ + Cl2↑+ 2H2O；制得的氯氣中含有氯化氫和水蒸氣，通過除雜后干燥，裝置C的作用是：干燥氯氣；氯氣有毒，過量的氯氣不能直接排放在空氣中必須用堿液吸收，則E中所裝液體是：氫氧化鈉溶液；(3)裝置D中發生反應的化學方程式為：① CH3SiCl3 + Cl2 → ClCH2SiCl3 + HCl

②ClCH3SiCl3 + 3EtOH ClCH2Si(OEt)3 + 3HCl；球形冷凝管的作用是：冷凝回流，提高反應物的利用率；(4) 有同學發現該裝置有一處不足可能會導致實驗失敗，甲基三氯硅烷易潮解，應該在D和E之間增加一個裝有堿石灰的干燥管，防止水蒸氣進入裝置D；(5)根據反應① CH3SiCl3 + Cl2 → ClCH2SiCl3 + HCl、②ClCH3SiCl3 + 3EtOH ClCH2Si(OEt)3 + 3HCl可得關系：

CH3SiCl3------- ClCH2Si(OEt)3

理論上生成ClCH2Si(OEt)3的質量為：20mL1.30g/mL=36.96g；制備氯甲基三乙氧基硅烷的產率為： 。