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17.某探究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相关物质的部分物理性质:
C2H5OHCCl3CHOCCl3COOHC2H5Cl
熔点/℃-1 14.1-57.558-138.7
沸点/℃78.397.819812.3
溶解性与水互溶可溶于水、乙醇可溶于水、乙醇微溶于水,可溶于乙醇
(1)装置B中盛放的试剂是饱和食盐水;装置E的作用是吸收多余氯气和氯化氢;
(2)若撤去装置C,可能导致装置D中副产物Cl3CCOOH、C2H5Cl(填化学式)的量增加;装置D可采用水浴加热的方法以控制反应温度在70℃左右.
(3)反应结束后,可采用蒸馏的方法从D中的混合物分离出CCl3COOH,除酒精灯、接液管、温度计、锥形瓶外,所需玻璃仪器有蒸馏烧瓶、冷凝管.
(4)测定产品纯度:称取产品0.30g配成待测溶液,加入0.1000mol/L碘标准溶液20.00mL,再加入适量Na2CO3溶液,反应完全后,加盐酸调节溶液的pH,立即用0.0200mol/LNa2S2O3溶液滴定至终点.进行平行实验后,测得消耗Na2S2O3溶液20.00mL.则产品的纯度为88.5%.(保留3位有效数字)
滴定的反应原理:
CCl3CHO+OH-→CHCl3+HCOO-
HCOO-+I2→H++2I-+CO2↑    
I2+2S2O32-→2I-+S4O62-
(5)请设计实验方案证明三氯乙酸的酸性比乙酸强:分别测定0.1mol•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.

分析 A装置利用二氧化锰与浓盐酸制备氯气,B装置用饱和食盐水除去HCl,C装置盛放浓硫酸干燥氯气,D中反应制备CCl3CHO,E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)二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、氯气与水;用饱和食盐水除去HCl;
(2)氯气能与水反应生成HCl与HClO,会发生:CCl3CHO+HClO→CCl3COOH(三氯乙酸)+HCl、C2H5OH+HCl→C2H5Cl+H2O;控制反应温度在70℃左右,应采取水浴加热;
(3)CCl3COOH溶于乙醇与CCl3CHO,控制温度通过蒸馏分离,依据蒸馏装置选择需要的仪器;
(4)根据消耗的Na2S2O3计算剩余I2的物质的量,进而计算与HCOO-反应的I2的物质的量,再根据关系式:CCl3CHO~HCOO-~I2计算;
(5)酸性越强,电离程度越大,溶液pH越小.

解答 解:A装置利用二氧化锰与浓盐酸制备氯气,B装置用饱和食盐水除去HCl,C装置盛放浓硫酸干燥氯气,D中反应制备CCl4CHO,E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)二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、氯气与水,反应方程式为:MnO2+4HCl(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O,所以仪器a中盛放的试剂是浓盐酸,B装置用饱和食盐水除去氯气中的氯化氢,E的作用吸收多余氯气和氯化氢,
故答案为:饱和食盐水;吸收多余氯气和氯化氢;
(2)氯气能与水反应生成HCl与HClO,会发生:CCl3CHO+HClO→CCl3COOH(三氯乙酸)+HCl、C2H5OH+HCl→C2H5Cl+H2O,导致装置D中副产物:CCl3COOH、C2H5Cl增多,控制反应温度在70℃左右,应采取水浴加热,受热均匀,偏于控制温度,
故答案为:CCl3COOH、C2H5Cl;水浴;
(3)CCl3COOH溶于乙醇与CCl3CHO,应采取蒸馏方法进行分离,除酒精灯、接液管、温度计、锥形瓶外,所需玻璃仪器有蒸馏烧瓶、冷凝管,
故答案为:蒸馏; 蒸馏烧瓶、冷凝管;
(4)根据消耗的Na2S2O3计算
剩余I2的物质的量0.02000mol•L-1×0.02L=2×10-4mol,与HCOO-反应的I2的物质的量为0.1000mol•L-1×0.02L-2×10-4mol=1.8×10-3mol,由CCl3CHO~HCOO-~I2可知,CCl3CHO的物质的量为1.8×10-3mol,则产品的纯度为$\frac{1.8×1{0}^{-3}mol×147.5g/mol}{0.3g}$×100%=88.5%,
故答案为:88.5%;
(5)分别测定0.1mol•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;
故答案为:分别测定0.1mol•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.

点评 本题考查有机物制备、物质含量程度、实验方案设计等,关键是明确反应原理与各装置作用,掌握常用物质分离提纯方法,注意对题目信息的应用,题目难度中等,侧重于考查学生的实验探究能力和计算能力.

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①氨的测定装置(已省略加热和夹持装置)中安全管b的作用是使A瓶中压强稳定.盛10% NaOH溶液仪器c的名称是分液漏斗.
②用NaOH标准溶液滴定过剩的HCl时,应使用碱式(填“酸式”或“碱式”)滴定管,用酚酞做指示剂,判断达到滴定终点时的现象为溶液变为浅红色,且30秒内不褪色.
③样品中氨的质量分数表达式为$\frac{({C}_{1}{V}_{1}-{C}_{2}{V}_{2})×1{0}^{-3}×17}{W}$×100%.测定氨前应该对装置进行气密性检验,若气密性不好测定结果将偏低(填“偏高”或“偏低”).
(2)氯的测定:准确称取样品X,配成溶液后用AgNO3标准溶液滴定,K2CrO4溶液为指示剂,至出现淡红色沉淀不再消失为终点(Ag2CrO4为砖红色).滴定终点时,若液中c(Ag+)=2.0×10-5mol/L,则c(CrO42-)为2.8×10-3mol/L,(已知Ksp(Ag2CrO4)=1.12×10-12)
(3)经测定,样品X中钴、氨和氯的物质的量比为1:6:3,又知X的化学式类似于氢氧    化二氨合银Ag(NH3)2OH,制备X的化学方程式为2CoCl2+2NH4Cl+10NH3+H2O2 $\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$2[Co(NH3)6]Cl3+2H2O.X的制备过程中温度不能过高的原因是温度越高过氧化氢分解、氨气逸出,都会造成测量结果不准确.

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③2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI
根据上述信息,请补充完整测定饮用水中ClO2-含量的实验方案:
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(实验中需使用的试剂:淀粉溶液、标准Na2S2O3溶液、KI溶液、稀硫酸)

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