Question

一氯乙酸(ClCH₂COOH)在有机合成中是一种重要的原料和中间体，在硫单质催化下干燥氯气与乙酸反应制得一氯乙酸：CH₃COOH＋Cl₂ClCH₂COOH＋HCl

已知：

请回答下列问题：

(I)将18.0 g乙酸放入三颈烧瓶中，并加入适量的硫做催化剂，并选用下图的装置制备一氯乙酸粗品。

①按照气流从左至右依次连接的合理顺序为______→______→______→______→______i→j→g→h(填接口字母)。

②实验室里也可使用高锰酸钾与浓盐酸反应制取Cl₂，其反应的化学方程式为______。

③洗气瓶中的溶液为______，碱石灰的作用是______。

(2)制备一氯乙酸时，首先采用______(填“水浴”、“油浴”或“沙浴”)加热方法控制温度在95℃左右，待温度稳定后，再打开弹簧夹，然后打开活塞滴加浓盐酸并点燃酒精灯，如果三颈烧瓶溶液表面观察到大量黄绿色气体时，应该______(填操作)，以减少氯气通入量，以免浪费。

(3)一氯乙酸粗品中含有二氯乙酸、三氯乙酸，多次蒸馏后产品中仍含有杂质，杂质中含量较多的是______(填物质名称)，经提纯后得到纯净的一氯乙酸14.6 g，则一氯乙酸的产率为______(精确到小数点后一位)。

Answer

b e f c(d) d(c) 2KMnO4+16HCl(浓)=5Cl2↑+2MnCl2+2KCl+8H2O 饱和食盐水 吸收多余的氯气和酸性污染气体 水浴 二氯乙酸 控制活塞减慢浓盐酸滴加速率或控制酒精灯降低加热温度 51.5%

【解析】

制备一氯乙酸：由浓盐酸与二氧化锰在加热条件下制备氯气，制得的氯气混有HCl和水蒸气，由饱和食盐水除去HCl气体，由无水氯化钙吸收水，纯净干燥的氯气与乙酸在三颈烧瓶中，用水浴控制温度在95℃左右，发生反应，由碱石灰吸收多余的氯气和得到的酸性污染气体，得到的一氯乙酸粗品中含有二氯乙酸、三氯乙酸，多次蒸馏后产品中仍含有少量的二氯乙酸，再进行重结晶得到纯净的一氯乙酸，据此分析作答。

(I)①根据分析，由浓盐酸与二氧化锰在加热条件下制备氯气，选择b，制得的氯气混有HCl和水蒸气，由饱和食盐水除去HCl气体，由无水氯化钙吸收水，氯气与乙酸在三颈烧瓶反应由碱石灰吸收尾气，故连接顺序为：b→e→f→c→d→i→j→g→h或b→e→f→d→c→i→j→g→h；

②高锰酸钾与浓盐酸反应生成氯化锰、氯化钾、Cl2和水，其反应的化学方程式为2KMnO4+16HCl(浓)=5Cl2↑+2MnCl2+2KCl+8H2O；

③制取的氯气中含有少量氯化氢和水蒸气，影响后续制备实验，洗气瓶为饱和食盐水，吸收HCl气体；碱石灰的作用是吸收多余的氯气和酸性污染气体，防止污染空气；

(2) 温度在95℃左右，选择水浴加热；待温度稳定后，再打开弹簧夹、打开活塞放下浓盐酸并点燃酒精灯，如果三颈烧瓶溶液表面观察到大量黄绿色气体，说明氯气过多，应控制活塞减慢浓盐酸滴加速率或控制酒精灯降低加热温度，以减少氯气通入量，以免浪费；

(3) 由表可知，一氯乙酸与二氯乙酸沸点接近，故多次蒸馏后产品中仍含有少量的二氯乙酸；18.0g乙酸发生反应制取一氯乙酸，根据反应列关系式：

，解得：m=28.35g，即理论上可制得一氯乙酸28.35g，产率==×100%=51.5%。