Question

【題目】氯化芐(C6H5CH2Cl)為無色液體，是一種重要的有機化工原料。現在實驗室模擬工業上用甲苯與干燥氯氣在光照條件下加熱反應合成氯化芐、分離出氯化芐并檢驗樣品的純度，其裝置(夾持裝置略去)如圖所示：

回答下列問題：

（1）儀器E的名稱是______；其作用是______；其進水口為______（填“a”或“b”）。

（2）裝置B中的溶液為______；裝置F的作用是______。

（3）用恒壓滴液漏斗代替分液漏斗的優點是______。

（4）裝置A中反應的離子方程式為______。

（5）反應結束后，關閉K1和K2，打開K3，加熱三頸燒瓶，分餾出氯化芐，應選擇溫度范圍為______℃。

物質	溶解性	熔點（℃）	沸點（℃）
甲苯	極微溶于水，能與乙醇、乙醚等混溶	－94.9	110
氯化芐	微溶于水，易溶于苯、甲苯等有機溶劑	－39	178.8
二氯化芐	不溶于水，溶于乙醇、乙醚	－16	205
三氯化芐	不溶于水，溶于乙醇、乙醚和苯	－7	220

（6）檢測氯化芐樣品的純度：

①稱取13.00g樣品于燒杯中，加入50.00mL 4 molL－1 NaOH水溶液，水浴加熱1小時，冷卻后加入35.00mL 40% HNO3，再將全部溶液轉移到容量瓶中配成100mL溶液。取20.00mL溶液于試管中，加入足量的AgNO3溶液，充分振蕩，過濾、洗滌、干燥，稱量固體質量為2.87g，則該樣品的純度為______%（結果保留小數點后1位）。

②實際測量結果可能偏高，原因是______。

Answer 1

【答案】 球形冷凝管 導出Cl2、HCl氣體，冷凝回流甲苯 b 飽和食鹽水 防止水蒸氣進入裝置 使漏斗與燒瓶內壓強一致，液體順利流下 2MnO4－+10Cl－+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O 178.8－205 97. 3 樣品混有二氯化芐、三氯化芐等雜質

【解析】分析：A裝置中產生氯氣，利用B和C裝置分別除去氯化氫和水蒸氣，干燥后的氯氣與甲苯在裝置D中反應生成氯化芐，多余的氯氣利用氫氧化鈉溶液吸收。通過蒸餾裝置分離出氯化芐，據此解答。

詳解：（1）根據儀器構造可知儀器E的名稱是球形冷凝管，其作用是導出Cl2、HCl氣體，冷凝回流甲苯；冷卻時才有逆向冷卻，則其進水口為b。

（2）生成的氯氣中含有氯化氫，則裝置B中的溶液為飽和食鹽水，用來除去氯化氫；裝置F中的無水氯化鈣是干燥劑，其作用是防止水蒸氣進入裝置。

（3）恒壓滴液漏斗可以保持內外壓強相等，因此用恒壓滴液漏斗代替分液漏斗的優點是使漏斗與燒瓶內壓強一致，液體順利流下。

（4）裝置A中制備氯氣，反應的離子方程式為2MnO4－+10Cl－+16H+＝2Mn2++5Cl2↑+8H2O。

（5）根據表中數據可知氯化芐的沸點是178.8℃，因此分餾出氯化芐應選擇溫度范圍為178.8～205℃。

（6）①2.87g固體是氯化銀，物質的量是2.87g÷143.5g/mol＝0.02mol，因此根據氯原子守恒可知氯化芐的物質的量是0.02mol×100mL/20mL＝0.1mol，質量是0.1mol×126.5g/mol＝12.65g，則該樣品的純度為12.65g/13.00g×100%＝97.3%；

②由于樣品混有二氯化芐、三氯化芐等雜質，因此實際測量結果可能偏高。