Question

10．實驗室以苯、乙醛為原料，三氯化鋁為催化劑來制備1，1-二苯乙烷，其反應原理為：

制備過程中其他產物會與AlCl₃發生副反應．主要實驗裝置和步驟如下：

I．合成：
在250mL三口燒瓶中加入140mL苯（密度0.88g/mL）、19gA1C1₃和5.5g乙醛，在20℃時充分反應．
Ⅱ．分離與提純：
將反應混合物倒入裝有150mL，冰水和少量鹽酸的燒杯中，充分攪拌，用分液漏斗分離出有機層，依次用水、2%碳酸鈉溶液、水洗滌，在分離出的粗產品中加入少量無水硫酸鎂固體，過濾后先常壓蒸餾除去過量苯再改用減壓蒸餾收集170～172℃/6.67kPa的餾分，得12.5g 1，l-二苯乙烷．
（1）儀器a的名稱：球形冷凝管；其他產物與A1C1₃發生副反應的化學方程式為：AlCl₃+3H₂O?Al（OH）₃+3HCl；裝置C的作用：吸收HCl氣體．
（2）連接裝置b的作用是防止燒杯中的水蒸氣進入反應器中與三氯化鋁反應．
（3）在洗滌操作中，第二次水洗的主要目的是洗掉氯化鋁、鹽酸和碳酸鈉等可溶性無機物．實驗中加入少量無水硫酸鎂的目的是干燥．
（4）粗產品常壓蒸餾提純時，下列裝置中溫度計位置正確的是C，可能會導致收集到的產品中混有低沸點雜質的裝置是AB．

（5）本實驗所得到的1，1-二苯乙烷產率約為C（填正確答案的序號）．
A．41%     B．48%    C．55%      D．65%

Answer 1

分析 （1）由儀器結構特征，可知儀器a為球形冷凝管；反應過程中 AlCl₃會發生水解，故會生成副產物氫氧化鋁；c裝置中的倒置的漏斗是用來促進HCl氣體的吸收，防止倒吸；
（2）由于 AlCl₃會發生水解，故實驗中需要阻止水與 AlCl₃與水接觸；
（3）第二次用水洗滌是為了除去可溶性雜質，無水硫酸鎂是為是吸收少量水；
（4）蒸餾操作中溫度計水銀球位于蒸餾燒瓶的支管口處，若讓溫度計水銀球直接或在支管口下方提前接觸蒸汽，可能會導致收集到的產品中混有低沸點雜質；
（5）由方程式可知：n（乙醛）=n（苯）=n（1，l-二苯乙烷），過量計算，根據不足量物質計算理論生成1，l-二苯乙烷的質量，產率=$\frac{實際產量}{理論產量}$×100%．

解答 解：（1）由儀器結構特征，可知儀器a為球形冷凝管；反應過程中 AlCl₃會發生水解，故會生成副產物氫氧化鋁，反應方程式為：AlCl₃+3H₂O?Al（OH）₃+3HCl；c裝置吸收HCl，的倒置的漏斗是用來促進HCl氣體的吸收，防止倒吸，
故答案為：球形冷凝管；AlCl₃+3H₂O?Al（OH）₃+3HCl；吸收HCl氣體；
（2）由于 AlCl₃會發生水解，故實驗中需要阻止水與 AlCl₃與水接觸，裝置b的作用為：防止燒杯中的水蒸氣進入反應器中與三氯化鋁反應，
故答案為：防止燒杯中的水蒸氣進入反應器中與三氯化鋁反應；
（3）第二次用水洗滌是為了洗掉氯化鋁、鹽酸和碳酸鈉等可溶性無機物，無水硫酸鎂是為是吸收少量水，即干燥作用，
故答案為：洗掉氯化鋁、鹽酸和碳酸鈉等可溶性無機物；干燥；
（4）蒸餾操作中溫度計水銀球位于蒸餾燒瓶的支管口處，故選C；若讓溫度計水銀球直接或在支管口下方提前接觸蒸汽，可能會導致收集到的產品中混有低沸點雜質，如AB；
故答案為：C；AB；
（5）苯物質的量為$\frac{140mL×0.88g/mL}{78g/mol}$=1.58mol，乙醛物質的量為$\frac{5.5g}{44g/mol}$=0.125mol，由方程式可知：n（乙醛）=n（苯），故乙醛不足，則n（乙醛）=n（1，l-二苯乙烷）=0.125mol，理論生成1，l-二苯乙烷的質量為：0.125mol×178g/mol=22.25g，而實際生成1，l-二苯乙烷為12.5g，故1，l-二苯乙烷的產率為：$\frac{12.5g}{22.25g}$×100%=55%，
故選：C．

點評 本題考查有機物制備實驗，涉及化學實驗基礎、對操作與裝置的分析評價、鹽類水解、產率計算等，是對化學實驗綜合考查，較好的考查學生對知識遷移應用，難度中等．