Question

2．2-氯乙醇是一種重要的有機化工原料，受熱時易分解．通常是以適量的2-氯乙醇為溶劑，用氯化氫與環(huán)氧乙烷反應制得新的2-氯乙醇．制取反應裝置如圖所示．
反應原理為：（g）+HCl（g）?ClCH₂CH₂OH（l）△H＜0
部分實驗藥品及物理量：

化合物名稱	相對分子質量	熔點（℃）	沸點（℃）
環(huán)氧乙烷	44	-112，2	10.8
2-氯乙醇	80.5	-67.5	128.8

制取與測定實驗步驟如下：
Ⅰ.2-氯乙醇的制取
①將溶劑2-氯乙醇加入三頸燒瓶中，啟動攪拌器；②分別將氯化氫與環(huán)氧乙烷兩種氣體按6：5（物質的量）的配比通入反應器中，使其在溶劑中充分溶解反應；③反應溫度控制在30℃，持續(xù)反應100min；④采用減壓蒸餾，收集產(chǎn)品．
（1）裝置中使用恒壓分液漏斗的優(yōu)點是平衡氣壓，使分液漏斗內的液體能順利滴下．
（2）在步驟④中，采用減壓分餾的原因是減小壓強，使液體沸點降低，防止2-氯乙醇因溫度過高而分解．
（3）寫出實驗步驟中提高環(huán)氧乙烷利用率的措施：氯化氫過量、反應溫度控制在30℃．（寫出兩點）
Ⅱ.2-氯乙醇含量的測定．
已知：①ClCH₂CH₂OH+NaOH$\stackrel{△}{→}$HOCH₂CH₂OH+NaCl（水解反應）
②K_sp（AgCl）=1.8×10^-30；K_sp（AgSCN）=1.0×10^-12
③經(jīng)檢測，所得樣品中還含有一定量的氯化氫和其它雜質（雜質不與NaOH和AgNO₃溶液反應），密度約為1.10g•mL^-1．
樣品中Cl元素含量的測定，涉及的實驗步驟如下：
a．待完全水解后加稀硝酸至酸性；
b．加入32.50mL0.400mol•L^-1AgNO₃溶液，使Cl^-完全沉淀；
c．取樣品1.00mL于錐形瓶中，加入NaOH溶液，加熱；
d．向其中加入2.00mL硝基苯（密度：1.21g•mL^-1），振蕩，使沉淀表面被有機物覆蓋；
e．加入指示劑，用0.100mol•L^-1NH₄SCN溶液滴定過量Ag⁺至終點，消耗NH₄SCN溶液10.00mL；
f．另取樣品1.00mL加水稀釋成10.00mL，用pH計測定，測得溶液的pH為1.00．
（4）在上述實驗步驟a-e中，
①合理的操作順序是cabde．（選填序號）
②操作d加入硝基苯的目的是防止在滴加NH₄CSN時，AgCl沉淀部分轉化為AgSCN沉淀，若無此操作，則所測樣品中Cl元素含量將會偏�。�（填“偏大”、“偏小”或“不變”）
③操作e選用的指示劑可以是下列的C．（選填序號）
A．淀粉溶液 B．酚酞溶液 C．NH₄Fe（SO₄）₂溶液 D．FeCl₂溶液
（5）根據(jù)實驗測定的數(shù)據(jù)計算，樣品中2-氯乙醇的質量分數(shù)為80.50%．
（6）2-氯乙醇能否與水反應生成HCl？請設計實驗驗證：取少量2-氯乙醇于試管中，加水溶解，振蕩后滴加硝酸銀溶液，觀察是否有白色沉淀，如有，則表明2-氯乙醇能與水發(fā)生反應，否則，不會反應．

Answer 1

分析 本題是利用濃硫酸和氯化鈉固體混合加熱制取氯化氫，再將環(huán)氧乙烷與氯化氫在低溫下，發(fā)生加成反應生成2-氯乙醇，并根據(jù)沸點差異，將反應后的混合利用減壓蒸餾的方式分離提純得到2-氯乙醇；
I．（1）恒壓分液漏斗的特點是能保證液面上方和容器內壓強相等，有利于漏斗內液體流下；
（2）減壓蒸餾能降低液體的沸點，可防止餾份在高溫下受熱分解；
（3）此反應的特征是放熱的可逆反應，可通過增加反應物的量或降溫促進平衡正向移動，提高反應物的轉化率；
Ⅱ．（4）①欲測定2-氯乙醇中氯元素的含量，可利用鹵代烴的水解原理，使2-氯乙醇在氫氧化鈉溶液中通過加熱使之完全水解，再利用稀硝酸酸化中和多余的NaOH溶液，再滴加過量AgNO₃溶液，使溶液中Cl^-完全轉化為AgCl沉淀，利用NH₄SCN溶液滴定多余的Ag⁺，由此計算出滴定Cl^-消耗的Ag⁺的量，從而計算出氯元素的含量；
②混合液中AgCl存在溶解平衡，滴加NH₄SCN溶液，可能會促進平衡正向移動，生成AgSCN；
③NH₄SCN溶液遇Fe³⁺的溶液顯紅色，則可利用含有Fe³⁺的溶液檢驗NH₄SCN是否滴加過量；
（5）根據(jù)實驗操作可知，溶液里Cl^-的物質的量為AgNO₃的總物質的量減去NH₄SCN的物質的量，另外原樣品中混合的HCl的物質的量可根據(jù)樣品稀釋后溶液的pH進行計算，從而計算出實際2-氯乙醇中氯元素的質量，并計算出氯元素的質量分數(shù)；
（6）欲檢驗2-氯乙醇是否與水反應生成氯化氫，可檢驗混合液中是否含有氯離子．

解答 解：（1）使用恒壓分液漏斗可確保漏斗液面上方壓強和燒瓶內氣體壓強相等，使漏斗內液體順利流下，故答案為：平衡氣壓，使分液漏斗內的液體能順利滴下；
（2）因為2-氯乙醇高溫下易分解，可通過減壓蒸餾的方法，降低其沸點，防分解，故答案為：減小壓強，使液體沸點降低，防止2-氯乙醇因溫度過高而分解；
（3）可通過增大氯化氫的量或降溫（控制反應溫度控制在30℃）等方法促進平衡正向移動，提高環(huán)氧乙烷的利用率，故答案為：氯化氫過量；反應溫度控制在30℃；
（4）①為樣品中Cl元素含量的測定，可通過先取樣品1.00mL于錐形瓶中，加入NaOH溶液，加熱；待完全水解后加稀硝酸至酸性；然后加入32.50mL0.400mol•L^-1AgNO₃溶液，使Cl^-完全沉淀；再向其中加入2.00mL硝基苯（密度：1.21g•mL^-1），振蕩，使沉淀表面被有機物覆蓋；最后加入指示劑，用0.100mol•L^-1NH₄SCN溶液滴定過量Ag⁺至終點，消耗NH₄SCN溶液10.00mL；故答案為：cabde；
②防止在滴加NH₄SCN時，AgCl沉淀部分轉化為AgSCN沉淀，滴NH₄SCN溶液前可加入硝基苯使沉淀表面被有機物覆蓋，如果不進行此操作，則會有AgCl部分電離，消耗的NH₄SCN溶液偏多，導致樣品中氯元素的含量偏小，
故答案為：防止在滴加NH₄SCN時，AgCl沉淀部分轉化為AgSCN沉淀；偏��；
③可利用溶液里Fe³⁺來檢驗NH₄SCN溶液是否過量，現(xiàn)象是當溶液顯血紅色時可知滴定終點，故答案為：C；
（5）樣品中含有HCl的物質的量為：0.1mol/L×0.01L=0.001mol；總AgNO₃的物質的量為0.4mol/L×0.0325L=0.013mol；滴定消耗NH₄SCN的物質的量為0.1mol/L×0.01L=0.001mol；則樣品中氯原子的物質的量為：0.013mol-0.001mol-0.001mol=0.011mol；樣品中氯元素的質量分數(shù)為：$\frac{0.011mol×80.5g/mol}{1mL×1.1g/mL}×100%$=80.5%，
故答案為：80.5%；
（6）欲證明2-氯乙醇與水反應生成氯化氫，可通過取少量2-氯乙醇于試管中，加水溶解，振蕩后滴加硝酸銀溶液，觀察是否有白色沉淀，如有，則表明2-氯乙醇能與水發(fā)生反應，否則，不會反應，
故答案為：取少量2-氯乙醇于試管中，加水溶解，振蕩后滴加硝酸銀溶液，觀察是否有白色沉淀，如有，則表明2-氯乙醇能與水發(fā)生反應，否則，不會反應．

點評 本題以制備2-氯乙醇并測定樣品中氯元素的含量為載體，考查物質的制備實驗與評價，涉及混合物的分離提純、滴定原理、離子的檢驗等實驗基本操作，屬基礎考查，難度適中，對學生的實驗技能及分析問題、解決問題的能力要求較高．