Question

某探究小组设计如图所示装置(夹持、加热仪器略)，模拟工业生产进行制备三氯乙醛(CCl₃CHO)的实验。查阅资料，有关信息如下：

①制备反应原理：C₂H₅OH + 4Cl₂ → CCl₃CHO+5HCl

可能发生的副反应：

C₂H₅OH + HCl → C₂H₅Cl+H₂O

CCl₃CHO+HClO→CCl₃COOH(三氯乙酸)+HCl

②相关物质的部分物理性质：

	C2H5OH	CCl3CHO	CCl3COOH	C2H5Cl
熔点／℃	-114.1	-57.5	58	-138.7
沸点／℃	78.3	97.8	198	12.3
溶解性	与水互溶	可溶于水、乙醇	可溶于水、乙醇	微溶于水，可溶于乙醇

（1）仪器a中盛放的试剂是_____ ；装置B的作用是__________ 。

（2）若撤去装置C，可能导致装置D中副产物________ (填化学式)的量增加；装置D可采用_________ 加热的方法以控制反应温度在70℃左右。

（3）装置E中可能发生的无机反应的离子方程式有____________________ 。

（4）反应结束后，有人提出先将D中的混合物冷却到室温，再用过滤的方法分离出CCl₃COOH。你认为此方案是否可行，为什么?_______________

（5）测定产品纯度：称取产品0.30 g配成待测溶液，加入0.1000 mol·L^-1碘标准溶液20.00 mL，再加入适量Na₂CO₃溶液，反应完全后，加盐酸调节溶液的pH，立即用0.02000 mol·L^-1 Na₂S₂O₃溶液滴定至终点。进行平行实验后，测得消耗Na₂S₂O₃溶液20.00 mL。则产品的纯度为_________。

滴定的反应原理：CCl₃CHO +OH^- → CHCl₃ + HCOO^-、 HCOO^－+ I₂ =H⁺ + 2I^- + CO₂↑    I₂ + 2S₂O₃^2- = 2I^-+ S₄O₆^2-

（6）请设计实验证明三氯乙酸的酸性比乙酸强。 __________________

Answer

浓盐酸 除去氯化氢 Cl3CCOOH、C2H5Cl 水浴 Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O、H++OH-=H2O 不可行，因为CCl3COOH可溶于乙醇、三氯乙醛，用过滤方法无法分离得到CCl3COOH 88.5% 分别测定0.1mol/L两种酸溶液的pH，三氯乙酸的pH较小

【解析】

分析题给信息可知：A装置利用二氧化锰和浓盐酸制备氯气，B装置用饱和食盐水除去HCl，C装置盛放浓硫酸干燥氯气，D装置为制备CCl3CHO的反应装置，E装置盛放氢氧化钠溶液，吸收尾气中氯气、HCl，以防止污染空气。

（1）A装置为用二氧化锰和浓盐酸制备氯气的反应装置，故仪器a中盛放的是浓盐酸，反应后生成的氯气中混有氯化氢气体，B装置中盛放饱和食盐水以除去氯化氢，故答案为：浓盐酸；除去氯化氢；

（2）氯气能与水反应生成HCl和HClO，撤去C后，易发生副反应：C2H5OH + HCl → C2H5Cl+H2O、CCl3CHO+HClO→CCl3COOH(三氯乙酸)+HCl，从而导致D中副产物CCl3COOH、C2H5Cl的增加；反应温度需控制在70℃左右，可以考虑采取水浴加热，这样可使装置受热均匀，便于控制温度。故答案为：CCl3COOH、C2H5Cl；水浴；

（3）E装置盛放氢氧化钠溶液，吸收尾气中氯气、HCl，以防止污染空气。故离子方程式为：Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O、H++OH-=H2O；答案为：Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O、H++OH-=H2O。

（4）由表中物质的物理性质可知，CCl3COOH可溶于水和三氯乙醛中，故用过滤方法无法分离得到CCl3COOH，故不可行，结合表中物质的沸点差异，应用蒸馏方法来进行分离。故答案为：不可行，因为CCl3COOH可溶于水和三氯乙醛中，用过滤方法无法分离得到CCl3COOH。

（5）根据滴定原理和I原子守恒，有：

设与Na2S2O3溶液反应消耗I2的物质的量为x，则：

解得mol

故与HCOO-反应消耗的I2的物质的量=0.002mol-0.0002mol=0.0018mol

根据CCl3CHO +OH- → CHCl3 + HCOO- HCOO－+ I2 =H+ + 2I- + CO2↑，可得关系式：CCl3CHO～HCOO-～I2

设CCl3CHO的物质的量为y，则：

，解得y=0.0018mol

故产品的纯度=

故答案为：88.5%

（6）比较三氯乙酸和乙酸的酸性强弱方法较多：如等物质的量浓度的三氯乙酸和乙酸，分别测量二者的pH值，可看到三氯乙酸的pH较小或pH相同的三氯乙酸和乙酸溶液，分别稀释10倍，三氯乙酸的pH变化大或测定等物质的量浓度的二者对应的强碱盐的碱性，可知乙酸盐的碱性更强等等，故答案为：分别测定0.1mol/L两种酸溶液的pH，三氯乙酸的pH较小。