Question

13．Fridel-Crafts反應：ArH+RX$\stackrel{無水AlCl_{3}}{→}$ArR+HX；△H＜0（Ar表示苯基）是向苯環(huán)上引入烷基方法之一．某化學興趣小組在實驗室先利用叔丁醇與鹽酸反應制得叔丁基氯（沸點50.7℃），再利用Fridel-Crafts反應制備對叔丁基苯酚（熔點99℃）．反應流程如圖所示：

（1）分液用到的主要儀器是分液漏斗．
（2）對有機層依次用飽和碳酸氫鈉和蒸餾水洗滌，飽和碳酸氫鈉的作用是除去叔丁基氯粗產(chǎn)物中的HCl．
通過蒸餾操作可將叔丁基氯粗產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為較為純凈的叔丁基氯．
（3）寫出本實驗中反應②的化學方程式：+（CH₃）₃CCl $\stackrel{無水AlCl_{3}}{→}$+HCl．
該反應用冷水浴控制適當溫度，其原因是Fridel-Crafts反應是放熱反應，反應過程中溶液溫度容易升高，且生成大量的HCl氣體，而叔丁基氯的沸點只有50.7℃，若不注意及時冷卻就會使叔丁基氯的蒸氣被大量的HCl氣體帶走而影響產(chǎn)率．
（4）對叔丁基苯酚有時候呈現(xiàn)紫色，原因可能是一部分對叔丁基苯酚被空氣中的氧氣所氧化．

Answer 1

分析 叔丁醇與鹽酸反應（CH₃）₃COH+HCl→（CH₃）₃CCl+H₂O、叔丁基氯有機層中含有鹽酸，加入碳酸氫鈉可除去，由于叔丁基氯的沸點較低，可用蒸餾法分離；叔丁基氯與苯酚發(fā)生取代反應：+（CH₃）₃CCl $\stackrel{無水AlCl_{3}}{→}$+HCl，生成對叔丁基苯酚．
（1）對反應后形成的互不相溶的兩液體進行分液用分液漏斗；
（2）叔丁基氯有機層中含有鹽酸，加入碳酸氫鈉可除去，由于叔丁基氯的沸點較低，可用蒸餾法分離；
（3）寫出本實驗中反應②為叔丁基氯與苯酚發(fā)生取代反應生成對叔丁基苯酚和氯化氫；反應是放熱反應，反應過程中溶液溫度容易升高，且生成大量的HCl氣體，而叔丁基氯的沸點只有50.7℃，若不注意及時冷卻就會使叔丁基氯的蒸氣被大量的HCl氣體帶走而影響產(chǎn)率；
（4）酚易被空氣中的氧氣氧化而變質(zhì)．

解答 解：叔丁醇與鹽酸反應（CH₃）₃COH+HCl→（CH₃）₃CCl+H₂O、叔丁基氯有機層中含有鹽酸，加入碳酸氫鈉可除去，由于叔丁基氯的沸點較低，可用蒸餾法分離；叔丁基氯與苯酚發(fā)生取代反應：+（CH₃）₃CCl $\stackrel{無水AlCl_{3}}{→}$+HCl，生成對叔丁基苯酚．
（1）叔丁醇與鹽酸發(fā)生取代反應，生成的叔丁基氯在有機層，將水層與有機層分離，通常采用分液操作，用到的主要儀器是分液漏斗，
故答案為：分液漏斗；
（2）有機層中會溶解一些HCl，加入飽和碳酸氫鈉溶液可以吸收HCl，除去叔丁基氯中的HCl，再進行蒸餾操作可將叔丁基氯粗產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為較為純凈的叔丁基氯，
故答案為：除去叔丁基氯中的HCl；蒸餾；
（3）本實驗中反應②為叔丁基氯與苯酚發(fā)生取代反應：+（CH₃）₃CCl $\stackrel{無水AlCl_{3}}{→}$+HCl，生成對叔丁基苯酚，該反應是放熱反應，反應過程中溶液溫度容易升高，且生成大量的HCl氣體，而叔丁基氯的沸點只有50.7℃，若不注意及時冷卻就會使叔丁基氯的蒸氣被大量的HCl氣體帶走而影響產(chǎn)率，故應用冷水浴冷卻，
故答案為：+（CH₃）₃CCl $\stackrel{無水AlCl_{3}}{→}$+HCl；Fridel-Crafts反應是放熱反應，反應過程中溶液溫度容易升高，且生成大量的HCl氣體，而叔丁基氯的沸點只有50.7℃，若不注意及時冷卻就會使叔丁基氯的蒸氣被大量的HCl氣體帶走而影響產(chǎn)率；
（4）苯酚易被氧化生成對苯醌，可導致最終產(chǎn)品對叔丁基苯酚不是白色而呈現(xiàn)紫色，故答案為：一部分苯酚被空氣中的氧氣所氧化．

點評 本題以有機物的合成為載體綜合考查化學制備實驗方案的設計，側重于學生的實驗能力、評價能力和分析能力的考查，為高考常見題型，題目難度中等，注意把握實驗操作原理和方法．