Question

（2010?清遠模擬）Fridel-Crafts反應(yīng)是向苯環(huán)上引入烷基最重要的方法，在合成上有很大的實用價值，該反應(yīng)可以簡單表示如下：ArH+RX

無水AlCl3

ArR+HX；△H＜0（Ar表示苯基）．某化學興趣小組在實驗室先利用叔丁醇與鹽酸反應(yīng)制得叔丁基氯（沸點50.7℃），再利用Fridel-Crafts反應(yīng)原理制備對叔丁基苯酚（熔點99℃）．反應(yīng)流程及實驗裝置如下圖所示：

試回答下列問題：
（1）請寫出本實驗過程中的兩個主要化學反應(yīng)方程式：

（CH₃）₃COH+HCl→（CH₃）₃CCl+H₂O

，

+（CH₃）₃CCl

無水AlCl3

+HCl

．
（2）有機層中加入飽和食鹽水及飽和碳酸氫鈉的作用可能是：

除去叔丁基氯粗產(chǎn)物中的HCl

．通過

蒸餾

操作可將叔丁基氯粗產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為較為純凈的叔丁基氯．
（3）若去掉該制備裝置中的氯化鈣干燥管，有可能導致的不良后果是（用化學方程式并配合文字說明）：

AlCl₃+3H₂O=Al（OH）₃+3HCl↑，催化劑三氯化鋁水解變質(zhì)

．
（4）叔丁基氯與苯酚反應(yīng)時適當控制溫度是很重要的．若反應(yīng)過程中溫度過高應(yīng)用冷水浴冷卻，否則可能導致的不良后果是：

反應(yīng)放熱使溫度升高，且生成大量的HCl氣體，若不及時冷卻，叔丁基氯的蒸氣易逸出而影響產(chǎn)率

．
（5）常溫下叔丁基氯易于發(fā)生消去反應(yīng)故實驗中所用的必須現(xiàn)用現(xiàn)配，試寫出叔丁基氯發(fā)生消去反應(yīng)的化學方程式：

（CH₃）₃CCl→CH₂=C（CH₃）₂+HCl↑

．
（6）有時候最終產(chǎn)品對叔丁基苯酚不是白色而呈現(xiàn)紫色，你認為可能的原因是：

一部分苯酚被空氣中的氧氣所氧化

．

Answer 1

分析：（1）該實驗涉及的反應(yīng)有叔丁醇與鹽酸反應(yīng)取代反應(yīng)以及叔丁基氯與苯酚發(fā)生取代反應(yīng)生成對叔丁基苯酚的反應(yīng)；
（2）叔丁基氯有機層中含有鹽酸，加入碳酸氫鈉可除去，由于叔丁基氯的沸點較低，可用蒸餾法分離；
（3）氯化鈣干燥管具有吸水作用，可防止氯化鋁水解而變質(zhì)；
（4）若反應(yīng)過程中溫度過高，可導致叔丁基氯揮發(fā)；
（5）叔丁基氯發(fā)生消去反應(yīng)生成CH₂=C（CH₃）₂和HCl；
（6）苯酚易被氧化而變質(zhì)．

解答：解：（1）該實驗涉及的反應(yīng)有叔丁醇與鹽酸反應(yīng)取代反應(yīng)以及叔丁基氯與苯酚發(fā)生取代反應(yīng)生成對叔丁基苯酚的反應(yīng)，反應(yīng)的方程式分別為（CH₃）₃COH+HCl→（CH₃）₃CCl+H₂O、+（CH₃）₃CCl 

無水AlCl3

 +HCl，
故答案為：（CH₃）₃COH+HCl→（CH₃）₃CCl+H₂O；+（CH₃）₃CCl 

無水AlCl3

 +HCl；
（2）加入碳酸氫鈉可除去叔丁基氯有機層中含有鹽酸，由于叔丁基氯的沸點較低，可用蒸餾的方法提純粗產(chǎn)品分離，
故答案為：除去叔丁基氯粗產(chǎn)物中的HCl；蒸餾；
（3）氯化鈣干燥管具有吸水作用，可防止氯化鋁水解而變質(zhì)，方程式為AlCl₃+3H₂O=Al（OH）₃+3HCl↑，
故答案為：AlCl₃+3H₂O=Al（OH）₃+3HCl↑；催化劑三氯化鋁水解變質(zhì)；
（4）反應(yīng)為放熱反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進行，溫度逐漸升高，生成大量的HCl氣體而導致反應(yīng)裝置內(nèi)壓強過高，且可導致叔丁基氯揮發(fā)而影響產(chǎn)率，
故答案為：反應(yīng)放熱使溫度升高，且生成大量的HCl氣體，若不及時冷卻，叔丁基氯的蒸氣易逸出而影響產(chǎn)率；
（5）叔丁基氯發(fā)生消去反應(yīng)生成CH₂=C（CH₃）₂和HCl，反應(yīng)的方程式為（CH₃）₃CCl→CH₂=C（CH₃）₂+HCl↑，
故答案為：（CH₃）₃CCl→CH₂=C（CH₃）₂+HCl↑；
（6）苯酚易被氧化生成對苯醌，可導致最終產(chǎn)品對叔丁基苯酚不是白色而呈現(xiàn)紫色，故答案為：一部分苯酚被空氣中的氧氣所氧化．

點評：本題以有機物的合成為載體綜合考查化學制備實驗方案的設(shè)計，側(cè)重于學生的實驗?zāi)芰Α⒃u價能力和分析能力的考查，為高考常見題型，難度中等，注意把握實驗操作原理和方法．