三氯乙醛是基本有机合成原料之一，是生产农药、医药的重要中间体。某化学兴趣小组设计如图所示装置(夹持、加热仪器略)，模拟工业生产进行制备三氯乙醛(CCl3CHO)的实验。查阅资料

Question

三氯乙醛是基本有机合成原料之一，是生产农药、医药的重要中间体。某化学兴趣小组设计如图所示装置(夹持、加热仪器略)，模拟工业生产进行制备三氯乙醛(CCl₃CHO)的实验。

查阅资料，有关信息如下：

①制备反应原理：C₂H₅OH＋4Cl₂→CCl₃CHO＋5HCl

可能发生的副反应：C₂H₅OH ＋ HCl→C₂H₅Cl＋H₂O

CCl₃CHO＋HClO→CCl₃COOH(三氯乙酸)＋HCl

②相关物质的相对分子质量及部分物理性质：

	C2H5OH	CCl3CHO	CCl3COOH	C2H5Cl
相对分子质量	46	147.5	163.5	64.5
熔点/℃	－114.1	－57.5	58	－138.7
沸点/℃	78.3	97.8	198	12.3
溶解性	与水互溶	可溶于水、乙醇	可溶于水、乙醇、三氯乙醛	微溶于水，可溶于乙醇

(1)仪器E的名称是____________，冷凝水的流向是______进，______出(填“a”或“b”)。

(2)该设计流程中存在一处缺陷，该缺陷是______________，引起的后果是_____________________________________________________________________。

(3)仪器A中发生反应的离子方程式为________________________________。

(4)该装置C可采用________加热的方法以控制反应温度在70 ℃左右。

(5)装置D干燥管的作用为________，装置D烧杯中的试剂是________。

(6)反应结束后，从C中的混合物中分离出Cl₃CCOOH的方法是________(填名称)。

(7)已知：常温下K_a(CCl₃COOH)=1.0×10^－1 mol·L^－1，K_a(CH₃COOH)=1.7×10^－5 mol·L^－1

请设计实验证明三氯乙酸、乙酸的酸性强弱：_____________________________________________________________________。

Answer 1

解析　A装置利用高锰酸钾溶液与浓盐酸制备氯气，B装置用饱和食盐水除去HCl，C中反应制备CCl₃CHO，D装置盛放氢氧化钠溶液，吸收尾气中氯气、HCl防止污染空气。

(1)根据仪器构造可知E是球形冷凝管，水的流向应该是下口进上口出。

(2)生成的氯气中含有水蒸气，氯气能与水反应生成HCl与HClO，会发生CCl₃CHO＋HClO→CCl₃COOH＋HCl、C₂H₅OH＋HCl→C₂H₅Cl＋H₂O，导致装置C中副产物CCl₃COOH、C₂H₅Cl增多。

(3)高锰酸钾与浓盐酸反应生成氯化锰、氯气与水，反应的离子方程式为2MnO＋16H^＋＋10Cl^－===2Mn^2＋＋5Cl₂↑＋8H₂O。

(4)控制反应温度在70 ℃左右，应采取水浴加热。

(5)由于最终排出的气体中含有氯气和氯化氢，所以需要用氢氧化钠溶液吸收，防止污染空气。干燥管的作用是防止倒吸。

(6)CCl₃COOH溶于乙醇与CCl₃CHO，应采取蒸馏方法进行分离。

(7)分别测定0.1 mol·L^－1两种酸溶液的pH，三氯乙酸的pH较小，说明三氯乙酸电离程度比乙酸的大，则三氯乙酸的酸性比乙酸的强。

答案　(1)球形冷凝管　a　b

(2)缺少干燥氯气的装置　导致装置C中副产物CCl₃COOH、C₂H₅Cl增多

(3)2MnO＋16H^＋＋10Cl^－===2Mn^2＋＋5Cl₂↑＋8H₂O

(4)水浴　(5)防止液体倒吸　氢氧化钠溶液　(6)蒸馏

(7)分别测定0.1 mol·L^－1两种酸溶液的pH，三氯乙酸的pH较小，说明三氯乙酸酸性比乙酸的强