Question

【題目】實驗室制備叔丁基苯()的反應(yīng)和有關(guān)數(shù)據(jù)如下：

+ClC(CH3)3 +HCl

物質(zhì)	相對分子質(zhì)量	密度/gcm-3	熔點/℃	沸點/℃	溶解性
AlCl3	——	——	190	易升華	遇水極易潮解并產(chǎn)生白色煙霧，微溶于苯
苯	78	0.88	——	80.1	難溶于水，易溶于乙醇
氯代叔丁烷	92.5	1.85	——	51.6	難溶于水，可溶于苯
叔丁基苯	134	0.87	——	169	難溶于水，易溶于苯

I.如圖是實驗室制備無水AlCl3可能需要的裝置：

A. B. C. D. E. F.

(1)檢查B裝置氣密性的方法是__________。

(2)制備無水AlCl3的裝置的合理的連接順序為________(填小寫字母)，其中E裝置的作用是___________。

(3)實驗時應(yīng)先加熱圓底燒瓶再加熱硬質(zhì)玻璃管，其原因是________。

II.如圖是實驗室制備叔丁基苯的裝置(夾持裝置略)：

在三頸燒瓶中加入50mL的苯和適量的無水AlCl，由恒壓漏斗滴加氯代叔丁烷10 mL，一定溫度下反應(yīng)一段時間后，將反應(yīng)后的混合物洗滌分離，在所得產(chǎn)物中加入少量無水MgSO4固體，靜置，過濾，蒸餾得叔丁基苯20 g。

使用恒壓漏斗的優(yōu)點是_________；加入無水MgSO4固體的作用是____________________________________。

(5)洗滌混合物時所用的試劑有如下三種，正確的使用順序是__________(填序號)

①5%的Na2CO3溶液 ②稀鹽酸 ③H2O

(6)本實驗中叔丁基苯的產(chǎn)率為______________(保留3位有效數(shù)字)

Answer 1

【答案】分液漏斗注入水后，關(guān)閉止水夾，打開分液漏斗的活塞使液體流下，一段時間后液體不能繼續(xù)流下，說明氣密性良好 defghijc 防止空氣中的水蒸氣進入，吸收多余的氯氣 若先加熱硬質(zhì)玻璃管，Al先與O2反應(yīng)，無法制得純凈AlCl3 使液體順利滴下 干燥 ②①③ 74.6%

【解析】

實驗室制備無水AlCl3，需要干燥的氯氣與鋁在加熱條件下反應(yīng)，題中B用于制備氯氣，用D、C裝置分別除去HCl、水，用F裝置制備氯化鋁，避免固體堵塞導(dǎo)管，最后連接E，以吸收空氣中的水，且防止氯氣污染空氣；
Ⅱ．如圖是實驗室制備叔丁基苯的裝置，在三頸燒瓶中加入50 mL的苯和適量的無水AlCl3，由恒壓漏斗滴加氯代叔丁烷10mL，恒壓漏斗可使液體順利滴下，產(chǎn)物中加入無水硫酸鎂，可起到干燥的作用，反應(yīng)后混合物中含有氯化鋁以及水解生成的氫氧化鋁，可加入稀鹽酸，然后加入碳酸鈉除去鹽酸，最后加入水洗滌，以此解答該題。

(1)檢查B裝置氣密性，可利用壓強差原理，將分液漏斗注入水后，關(guān)閉止水夾，打開分液漏斗的活塞使液體流下，一段時間后液體不能繼續(xù)流下，說明氣密性良好；故答案為：分液漏斗注入水后，關(guān)閉止水夾，打開分液漏斗的活塞使液體流下，一段時間后液體不能繼續(xù)流下，說明氣密性良好。

⑵B用于制備氯氣，用D、C裝置分別除去HCl、水，用F裝置制備氯化鋁，避免固體堵塞導(dǎo)管，最后連接E，以吸收空氣中的水，且防止氯氣污染空氣，則連接順序為defghijc；故答案為：defghijc；防止空氣中的水蒸氣進入，吸收多余的氯氣。

(3)實驗時應(yīng)先加熱圓底燒瓶再加熱硬質(zhì)玻璃管，原因是若先加熱硬質(zhì)玻璃管，Al先與O2反應(yīng)，無法制得純凈AlCl3，加熱圓底燒瓶，生成的氯氣可將裝置內(nèi)的空氣排出；故答案為：若先加熱硬質(zhì)玻璃管，Al先與O2反應(yīng)，無法制得純凈AlCl3。

(4)使用恒壓漏斗的優(yōu)點是使液體順利滴下，MgSO4固體具有吸水作用，加入無水MgSO4固體可起到干燥的作用；故答案為：使液體順利滴下；干燥。

(5)反應(yīng)后混合物中含有氯化鋁以及水解生成的氫氧化鋁，可加入稀鹽酸，然后加入碳酸鈉除去鹽酸，最后加入水洗滌，則順序為②①③，故答案為：②①③；

(6)50mL的苯的物質(zhì)的量為50mL×0.55gmL-1÷78gmol-1=0.35mol，10mL氯代叔丁烷的物質(zhì)的量為10mL×1.85gmL-1÷ 92.5gmol-1=0.2mol，由方程式可知理論可生成0.2mol叔丁基苯，質(zhì)量為0.2mol×134gmol-1=26.8g，則產(chǎn)率為20g÷26.8g×100%=74.6%，故答案為：74.6%。