Question

三氯乙醛(CCl₃CHO)是生产农药、医药的重要中间体，实验室制备三氯乙醛的反应装置示意图(加热装置未画出)和有关数据如下：

①制备反应原理：C₂H₅OH＋4Cl₂→CCl₃CHO＋5HCl

②相关物质的相对分子质量及部分物理性质：

(1)恒压漏斗中盛放的试剂的名称是_____，盛放KMnO₄仪器的名称是_____。

(2)反应过程中C₂H₅OH和HCl可能会生成副产物C₂H₅Cl，同时CCl₃CHO(三氯乙醛)也能被次氯酸继续氧化生成CCl₃COOH(三氯乙酸)，写出三氯乙醛被次氯酸氧化生成三氯乙酸的化学方程式______。

(3)该设计流程中存在一处缺陷是______，导致引起的后果是______，装置B的作用是____。

(4)反应结束后，有人提出先将C中的混合物冷却到室温，再用分液的方法分离出三氯乙酸。你认为此方案是否可行____(填是或否)，原因是______。

(5)测定产品纯度：称取产品0.36g配成待测溶液，加入0.1000mol•L ⁻¹碘标准溶液  20.00mL，再加适量Na₂CO₃溶液，反应完全后加盐酸调溶液pH，立即用0.02000mol•L ⁻¹Na₂S₂O₃溶液滴定至终点。进行三次平行实验，测得平均消耗Na₂S₂O₃溶液20.00mL。则产品的纯度为_____(计算结果保留四位有效数字)。滴定原理：CCl₃CHO+OH^-=CHCl₃+HCOO^-、HCOO^-+I₂=H⁺+2I^-+CO₂、I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-

Answer

浓盐酸 圆底烧瓶 CCl3CHO+HClO→CCl3COOH+HCl 无干燥装置 副产物增多 除去氯气中的氯化氢 否 三氯乙酸会溶于乙醇和三氯乙醛，无法分液 73.75%

【解析】

装置A是氯气的发生装置，根据反应原理应为高锰酸钾和浓盐酸反应；遵循化学方程式书写原则；实验室制氯气反应有杂质，所以发生装置后要接除杂装置和干燥装置，装置B可以去除氯气中的氯化氢，但是缺少一个干燥装置来除去水分，若不除去水分，氯气和水反应得到次氯酸和盐酸，会生成更多的副产物；三氯乙酸是有机物，会溶于乙醇和三氯乙醛，根据题目给出的沸点可知此处用蒸馏的方法最适合；根据给出方程式，按照关系式进行计算即可。据此分析。

(1)根据反应原理我们发现原料需要氯气，因此装置A就应该是氯气的发生装置，所以恒压漏斗里装的是浓盐酸；盛放KMnO4的装置是圆底烧瓶；答案为：浓盐酸；圆底烧瓶；

(2)按照要求来书写方程式即可，应注意次氯酸的还原产物是氯化氢而不是氯气；方程式为：CCl3CHO+HClO→CCl3COOH+HCl；答案为：CCl3CHO+HClO→CCl3COOH+HCl；

(3)制得的氯气中带有氯化氢和水分，氯化氢可以在装置B中除去，但是缺少一个干燥装置来除去水分，若不除去水分，氯气和水反应得到次氯酸和盐酸，会生成更多的副产物；答案为：无干燥装置；副产物增多；除去氯气中的氯化氢；

(4)该方案不行，因为三氯乙酸是有机物，会溶于乙醇和三氯乙醛，根据题目给出的沸点可知此处用蒸馏的方法最适合；答案为：否；三氯乙酸会溶于乙醇和三氯乙醛，无法分液；

(5)根据n=c×V=0.02 mol∙L−1×0.02L=4×10-4mol即为消耗的Na2S2O3的物质的量，根据2：1的系数比，此Na2S2O3对应消耗过量的2×10-4mol单质碘，起始加入的碘的物质的量为n=c×V=0.1 mol∙L−1×0.02L =2×10-3mol；因此整个过程中消耗了1.8×10-3mol单质碘，再次根据化学计量数之比CCl3CHO：I2为1：1可得产品中有1.8×10-3mol三氯乙醛,质量为m=n×M=1.8×10-3mol×147.5g∕mol=0.2655g，产品的纯度为；答案为73.75%；