Question

8．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（或冷凝管或冷凝器）；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（或洗掉可溶性無機物）．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）a儀器名稱是球形冷凝管（或冷凝管或冷凝器）；產物中含有水，氯化鋁屬于強酸弱堿鹽，易水解；
氯化鋁水解生成HCl，HCl有刺激性氣味，不能直接排空，且極易溶于水；
（2）氯化鋁易水解生成氫氧化鋁，干燥管中物質吸收水蒸氣防止氯化鋁水解；
（3）第二次水洗目的是洗去可溶性無機物；無水硫酸鎂具有吸水性；
（4）蒸餾時溫度計測量餾分溫度；溫度計位置越高，得到餾分溫度越高；
（5）根據原料和轉化關系可先計算出1，1-二苯乙烷的理論產量，再根據產率=$\frac{實際產量}{理論產量}$×100%計算1，1-二苯乙烷產率；

解答 解：（1）a儀器名稱是球形冷凝管（或冷凝管或冷凝器）；氯化鋁屬于強酸弱堿鹽，易水解，產物中含有水，所以氯化鋁水解生成氫氧化鋁和HCl，水解方程式為AlCl₃+3H₂O?Al（OH）₃+3HCl；
氯化鋁水解生成HCl，HCl有刺激性氣味，不能直接排空，且極易溶于水，所以用水吸收生成的HCl，為防止倒吸，尾氣處理裝置連接倒置漏斗，
故答案為：球形冷凝管（或冷凝管或冷凝器）；AlCl₃+3H₂O?Al（OH）₃+3HCl；吸收HCl氣體；
（2）尾氣處理裝置中用水作吸收劑，氯化鋁易水解生成氫氧化鋁，為防止燒杯中的水蒸氣進入反應裝置中，所以用干燥管中物質吸收水蒸氣，
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）第二次水洗目的是洗去可溶性無機物，如氯化鋁、鹽酸和碳酸鈉；
無水硫酸鎂具有吸水性，能作干燥劑，所以無水硫酸鎂的作用是作干燥劑，
故答案為：洗掉氯化鋁、鹽酸和碳酸鈉（或洗掉可溶性無機物）；干燥；
（4）蒸餾時溫度計測量餾分溫度，所以溫度計水銀球位于燒瓶支管口處；溫度計位置越高，得到餾分溫度越高，可能會導致收集到的產品中混有低沸點雜質的裝置是AB，故答案為：C；AB．
（5）根據題中條件可知，苯的物質的量為$\frac{140×0.88}{78}$mol=1.58mol，乙醛的物質的量為$\frac{5.5}{44}$mol=0.125mol，根據物質轉化關系，苯過量，所以1，1-二苯乙烷的理論產量為0.125×（77+77+28）g=22.75，所以1，1-二苯乙烷的產率=$\frac{實際產量}{理論產量}$×100%=$\frac{12.5g}{22.75g}$×100%=55%，
故選C；

點評 本題考查制備實驗方案設計，側重考查學生分析、基本操作等能力，明確實驗原理是解本題關鍵，知道每個儀器作用、物質的性質，學生對于制備實驗較陌生，對于有機物性質較陌生，從而導致得分率較低，為學習難點．