Question

9．聯(lián)芐（）是一種重要的有機合成中間體，實驗室可用苯和1，2一二氯乙烷（ClCH₂CH₂Cl）為原料，在無水AlCl₃催化下加熱制得，其制取步驟為：
（一）催化劑的制備：圖1是實驗室制取少量無水AlCl₃的相關實驗裝置的儀器和藥品：

（1）將上述儀器連接成一套制備并保存無水AlCl₃的裝置，各管口標號連接順序為：d接e，f接g，h接a，b接c．
（2）有人建議將上述裝置中D去掉，其余裝置和試劑不變，也能制備無水AlCl₃．你認為這樣做是否可行不可行（填“可行”或“不可行”），你的理由是制得的Cl₂中混有的HCl與Al反應生成H₂，H₂與Cl₂混合加熱時會發(fā)生爆炸．
（3）裝置A中隱藏著一種安全隱患，請?zhí)岢鲆环N改進方案：在硬質玻璃管與廣口瓶之間用粗導管連接，防止AlCl₃冷凝成固體造成堵塞．
（二）聯(lián)芐的制備
聯(lián)芐的制取原理為：
反應最佳條件為n（苯）：n（1，2-二氯乙烷）=10：1，反應溫度在60-65℃之間．
實驗室制取聯(lián)芐的裝置如圖2所示（加熱和加持儀器略去）：

實驗步驟：
在三口燒瓶中加入120.0mL苯和適量無水AlCl₃，由滴液漏斗滴加10.7mL1，2-二氯乙烷，控制反應溫度在60-65℃，反應約60min．將反應后的混合物依次用稀鹽酸、2%Na₂CO₃溶液和H₂O洗滌分離，在所得產物中加入少量無水MgSO₄固體，靜止、過濾，先常壓蒸餾，再減壓蒸餾收集170～172℃的餾分，得聯(lián)芐18.2g．
（4）儀器a的名稱為球形冷凝管，和普通分液漏斗相比，使用滴液漏斗的優(yōu)點是可以使液體順利滴下．
（5）洗滌操作中，水洗的目的是洗掉Na₂CO₃（或洗掉可溶性無機物）；無水硫酸鎂的作用是吸水劑（干燥劑）．
（6）常壓蒸餾時，最低控制溫度是83.5℃．
（7）該實驗的產率約為72.85%．（小數(shù)點后保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實驗裝置圖可知，該實驗中用濃鹽酸與二氧化錳反應生成氯氣，氯氣中有氯化氫、水等雜質，先用飽和食鹽水除氯化氫，再用濃硫酸干燥，氯氣與鋁反應制得氯化鋁，反應的尾氣中有氯氣吸收，為防止氯化鋁與氫氧化鈉溶液中的水蒸汽反應，所以需要干燥、尾氣處理裝置；
（2）根據(jù)HCl與Al反應生成H₂，H₂與Cl₂混合加熱時會發(fā)生爆炸來分析；
（3）AlCl₃冷凝成固體會造成試管堵塞，據(jù)此回答；
（4）根據(jù)實驗儀器的特點來確定其名稱，結合液滴漏斗和普通分液漏斗的特點以及使用原理來回答；
（5）洗滌操作中，第二次水洗主要是除去氯化鋁、鹽酸和碳酸鈉（或洗掉可溶性無機物），洗滌后加入少量無水硫酸鎂固體，目的是吸收產品中少量的水分，也可以用氯化鈣代替；
（6）減壓蒸餾，可降低沸點，根據(jù)實驗目的以及物質的熔沸點來回答；
（7）120mL苯（密度0.88g/mL）的物質的量為$\frac{120×0.88}{78}$mol=1.35mol，10.7mL1，2-二氯乙烷的物質的量為$\frac{10.7×1.27}{99}$mol=0.137mol，根據(jù)苯、1，2-二氯乙烷為原料制備聯(lián)苯的方程式可知，苯過量，所以產品的理論產量為0.137mol×182g/mol=24.98g，根據(jù)產率=$\frac{實際產量}{理論產量}$×100%計算．

解答 解：（1）驗室制備無水氯化鐵，需要先制取氯氣，用2裝置，根據(jù)題意3用于除去氯氣中的氯化氫，4用于干燥氯氣，由于無水氯化鐵遇潮濕空氣極易吸水生成FeCl₃•nH₂O，所以5防止空氣中的水蒸氣進入，同時吸收未反應的氯氣，防止污染空氣，則儀器的連接順序為d→e→f→g→h→a→b→c，
故答案為：f；g；h；a；b；c；
（2）將上述裝置中D去掉，其余裝置和試劑不變，不能制備無水AlCl₃，因為制得的Cl₂中混有的HCl與Al反應生成H₂，H₂與Cl₂混合加熱時會發(fā)生爆炸，
故答案為：不可行；制得的Cl₂中混有的HCl與Al反應生成H₂，H₂與Cl₂混合加熱時會發(fā)生爆炸；
（3）為了防止AlCl₃冷凝成固體會造成試管堵塞，在硬質玻璃管與廣口瓶之間用粗導管連接，故答案為：在硬質玻璃管與廣口瓶之間用粗導管連接，防止AlCl₃冷凝成固體造成堵塞；
（4）根據(jù)實驗儀器的特點，知道該裝置的名稱是：球形冷凝管，和普通分液漏斗相比，使用滴液漏斗的優(yōu)點是可以使液體順利滴下，
故答案為：球形冷凝管；可以使液體順利滴下；
（5）洗滌操作中，第二次水洗主要是除去氯化鋁、鹽酸和碳酸鈉（或洗掉可溶性無機物），洗滌后加入少量無水硫酸鎂固體，目的是吸收產品中少量的水分，也可以用氯化鈣代替，做吸水劑（干燥劑）．
故答案為：洗掉Na₂CO₃（或洗掉可溶性無機物）；吸水劑（干燥劑）；
（6）常壓蒸餾時，減壓蒸餾，可降低沸點，避免溫度過高，導致副反應的發(fā)生，根據(jù)物質的熔沸點的高低，需要最低控制溫度是83.5℃，故答案為：83.5℃；
（7）120mL苯（密度0.88g/mL）的物質的量為$\frac{120×0.88}{78}$mol=1.35mol，10.7mL1，2-二氯乙烷的物質的量為$\frac{10.7×1.27}{99}$mol=0.137mol，根據(jù)苯、1，2-二氯乙烷為原料制備聯(lián)苯的方程式可知，苯過量，所以產品的理論產量為0.137mol×182g/mol=24.98g，所以產率=$\frac{實際產量}{理論產量}$×100%=$\frac{18.2g}{24.98g}$×100%=72.85%，故答案為：72.85%．

點評 本題考查制備實驗方案設計，為高頻考點，題目難度中等，側重于學生的分析、實驗能力的考查，明確原理是解題關鍵，注意把握相關基本實驗方法和操作的把握．