Question

氯苯是染料、医药、有机合成的中间体，是重要的有机化工产品。其合成反应原理是：C₆H₆+Cl₂C₆H₅Cl+HCl

某实验室制取氯苯的装置如图所示（加热和夹持装置已略去）。

请回答下列问题：

(1)仪器a、b组合成制取氯气的装置，反应不需要加热，则仪器a中的固体反应物是__（填化学式）。

(2)把氯气干燥后通入装有40mL苯（密度0.88g/mL）的反应器d中（内有铁屑作催化剂），维持反应温度在50～60℃，回流40分钟。对仪器d加热的方法是__。

(3)仪器c的名称是___，仪器c出口的气体成分有HCl、Cl₂和__。

(4)将d中的液体倒入分液漏斗中，分别用蒸馏水和NaOH溶液洗涤，分离出的产物干燥后，进行蒸馏纯化，得到24g纯净的氯苯。

①碱洗之前要进行水洗，其目的是__。

②用10%NaOH溶液碱洗时发生氧化还原反应的化学方程式为__。

③该实验所得氯苯的产率为__（保留小数点后一位），该产率低于理论产率的原因___（填写两条）。

Answer

KMnO4 水浴加热 球形冷凝管 苯蒸气 洗去产品中的FeCl3、HCl，节省碱的用量，降低成本 Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O 47.2%（或47.3%） 氯苯在提取过程中有损失，有副反应发生

【解析】

仪器a、b组合成制取氯气的装置，反应不需要加热，则应为KMnO4与浓盐酸反应制Cl2，发生反应的化学方程式为2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O；a、d间的洗气瓶内应装有浓硫酸，用于除去Cl2中混有的水蒸气；在d中，干燥后的氯气通入装有40mL苯（密度0.88g/mL）的反应器d中（内有铁屑作催化剂），因需要维持反应温度在50～60℃，所以最好用热水浴加热。生成的氯苯中混有苯、Cl2、HCl、FeCl3等，先水洗去掉HCl、FeCl3等，再用NaOH洗涤，去掉Cl2，然后分液，再进行蒸馏，以便获得纯净的氯苯。

(1)仪器a、b组合成制取氯气的装置，反应不需要加热，则应为利用KMnO4与浓盐酸反应制取氯气，则仪器a中的固体反应物是KMnO4。答案为：KMnO4；

(2)因需维持反应温度在50～60℃，所以可利用热水浴加热，对仪器d加热的方法是水浴加热。答案为：水浴加热；

(3)仪器c的名称是球形冷凝管，因苯易挥发，所以仪器c出口的气体成分有HCl、Cl2和苯蒸气。答案为：球形冷凝管；苯蒸气；

(4)①因HCl、FeCl3易溶于水，为节省碱液，在碱洗之前要进行水洗，其目的是洗去产品中的FeCl3、HCl，节省碱的用量，降低成本。答案为洗去产品中的FeCl3、HCl，节省碱的用量，降低成本

②用10%NaOH溶液碱洗时，主要洗去Cl2，Cl2与NaOH溶液反应，生成NaCl、NaClO等，发生氧化还原反应的化学方程式为Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O。答案为：Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O；

③苯与氯气反应制氯苯化学方程式为+Cl2+HCl，则理论上制得氯苯的质量为=50.77g，该实验所得氯苯的产率为=47.2%（或47.3%），该产率低于理论产率的原因：氯苯在提取过程中有损失，有副反应发生。答案为：47.2%（或47.3%）；氯苯在提取过程中有损失，有副反应发生。