Question

3．氯苯是重要的有機化工產品，是染料、醫藥、有機合成的中間體，工業上常用“間隙法”制取，反應原理、實驗裝置圖（加熱裝置都已略去）如下：

已知：氯苯為無色液體，沸點132.2℃．
回答下列問題：
（1）A反應器是利用實驗室法制取氯氣，中空玻璃管B的作用是平衡氣壓，冷凝管中冷水應從a（填“a”或“b”） 處通入．
（2）把干燥的氯氣通入裝有干燥苯的反應器C中（內有相當于苯量1%的鐵屑作催化劑），加熱維持反應溫度在40～60℃為宜，溫度過高會生成二氯苯．
①對C加熱的方法是c（填序號）
a．酒精燈加熱     b．油浴加熱      c．水浴加熱
②D出口的氣體成分有HCl、苯蒸汽和氯氣；
（3）C反應器反應完成后，工業上要進行水洗、堿洗及食鹽干燥，才能蒸餾．堿洗之前要水洗的目的是洗去部分無機物，同時減少堿的用量，節約成本．寫出用10%氫氧化鈉堿洗時可能發生的化學反應方程式：FeCl₃+3NaOH=Fe（OH）₃↓+3NaCl；HCl+NaOH=NaCl+H₂O；（寫兩個即可）
（4）上述裝置圖中A、C反應器之間，需要增添一個U形管，其內置物質是五氧化二磷或氯化鈣；
（5）工業生產中苯的流失情況如下：

項目	二氯苯	尾氣	不確定苯耗	流失總量
苯流失量（kg/t）	13	24.9	51.3	89.2

則lt苯可制得成品為$\frac{（1-0.0892）×112.5}{78}$t（只要求列式）．

Answer 1

分析 （1）玻璃管B伸入液面下，裝置內壓強過大時，可以用于平衡氣壓；采取逆流原理通入冷凝水；
（2）①反應器C加熱控制反應溫度在40-60℃，應利用水浴加熱；
②由于苯易揮發，反應產生的HCl，且有未反應的氯氣，都會在D出口導出；
（3）催化劑氯化鐵與氫氧化鈉反應，生成的HCl會與氫氧化鈉反應，溶解的氯氣也會與去氧化鈉反應；
（4）A、C反應器之間需要增添干燥裝置，干燥生成的氯氣，可以用五氧化二磷或氯化鈣等；
（5）根據苯的總流失量計算參加反應的苯的質量，再根據苯與氯苯質量定比關系計算．

解答 解：（1）玻璃管B伸入液面下，裝置內壓強過大時，可以用于平衡氣壓；采取逆流原理通入冷凝水，使冷凝管充滿冷凝水，充分冷卻，即冷凝水由a口流入，由b口流出，
故答案為：平衡氣壓；a；
（2）①反應器C加熱控制反應溫度在40-60℃，應利用水浴加熱，
故答案為：c；
②由于苯易揮發，反應產生的HCl，且有未反應的氯氣，D出口氣體中含有HCl、苯蒸汽、氯氣，
故答案為：苯蒸汽、氯氣；
（3）催化劑氯化鐵與氫氧化鈉反應，生成HCl會與氫氧化鈉反應，溶解的氯氣也會與去氧化鈉反應，反應方程式為：FeCl₃+3NaOH=Fe（OH）₃↓+3NaCl、HCl+NaOH=NaCl+H₂O、Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O，
故答案為：FeCl₃+3NaOH=Fe（OH）₃↓+3NaCl、HCl+NaOH=NaCl+H₂O等；
（4）A、C反應器之間需要增添U型管，干燥生成的氯氣，可以用五氧化二磷或氯化鈣等，
故答案為：五氧化二磷或氯化鈣；
（5）苯的總流失量為89.2kg/t，故1t苯中參加反應的苯的質量為（1t-0.0892t），由苯與氯苯質量之比為78：112.5，可知生成氯苯質量為$\frac{（1-0.0892）×112.5}{78}$t，
故答案為：$\frac{（1-0.0892）×112.5}{78}$．

點評 本題考查有機物制備實驗方案，題目難度中等，涉及對裝置、操作與原理的分析評價等知識，明確實驗目的、實驗原理為解答關鍵，試題培養了學生的分析能力及化學實驗能力．