Question

Fridel-Crafts反應是向苯環(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（沸點90.7℃）與鹽酸反應制得叔丁基氯（沸點 50℃），再利用Fridel-Crafts反應原理制備對叔丁基苯酚（熔點99℃）．反應流程及實驗裝置如圖：

試回答下列問題：
（I ）實驗裝置燒杯中漏斗的作用是

 

（2）已知Fridel-Cxafts反應是放熱反應，為防止 叔丁基氣的蒸氣被大量的HCl氣體帶走而影響產(chǎn)率，應將錐形瓶置于

 

（填“冷水浴“或“熱水浴”）中．
（3）有機層中加入飽和氣化鈉溶液及飽和碳酸氫鈉溶液的作用可能是

 

通過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．
（4）某同學因去掉該制備裝置中的氣化鈣干燥管，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)率很低（觀察不到對叔丁基苯酚白 色固體）且錐形瓶中有大量的白霧，他推測是作催化劑的AlCl₃發(fā)生強烈水解所致，該 同學設計如下實驗方案進行驗證，請完成下表內(nèi)容．

實驗方案	實驗現(xiàn)象	能否說明水解
①將錐形瓶中白霧通入HNO3酸化的AgNO3溶液
②將充分冒白霧后的液體抽濾，得不溶性固體，將 固體分成兩份	兩份固體均溶解

（5）若上述同學稱取了9.4g苯酚與適量叔丁基氯反應，從反應液中提取出對叔丁基苯 酚，將其配成OOmL乙醇溶液，移取25．OOmL溶液：，滴定，消耗NaOH物質(zhì)的量為5×1O^-4mol則以苯酚為基準計算對叔丁基苯酚產(chǎn)率的表達式為

 

．

Answer 1

分析：（1）反應生成HCl，HCl極易溶于水，實驗裝置燒杯中漏斗的作用是防止液體倒吸；
（2）反應是放熱反應，反應過程中溶液溫度容易升高，且生成大量的HCl氣體，而叔丁基氯的沸點只有50.7℃，若不注意及時冷卻就會使叔丁基氯的蒸氣被大量的HCl氣體帶走而影響產(chǎn)率；
（3）有機層中會溶解一些HCl，加入飽和氯化鈉溶液及飽和碳酸氫鈉溶液可以吸收HCl；分離互溶的液體采取蒸餾操作；
（4）①錐形瓶中白霧是由于HCl與水蒸氣結(jié)合所致，鹽酸與硝酸銀反應生成氯化銀；
反應中生成HCl，氯化鋁不發(fā)生水解，錐形瓶內(nèi)也會有白霧現(xiàn)象；
②若是氯化鋁水解產(chǎn)生HCl所致，則會生成氫氧化鋁沉淀，將不溶物固體分成兩份，一份加入足量的鹽酸，另一份加入足量的氫氧化鈉溶液，兩份固體均溶解說明是氯化鋁水解所致；
（5）根據(jù)消耗氫氧化鈉的物質(zhì)的量計算100mL溶液中對叔丁基苯酚的物質(zhì)的量，叔丁基苯酚的物質(zhì)的量等于轉(zhuǎn)化的苯酚的物質(zhì)的量，根據(jù)m=nM計算轉(zhuǎn)化的苯酚的物質(zhì)的量，苯酚的轉(zhuǎn)化率等于叔丁基苯酚的物質(zhì)的量產(chǎn)率，據(jù)此計算解答．

解答：解：（1）反應生成HCl，HCl極易溶于水，實驗裝置燒杯中漏斗的作用是防止液體倒吸，
故答案為：防止液體倒吸；
（2）反應是放熱反應，反應過程中溶液溫度容易升高，且生成大量的HCl氣體，而叔丁基氯的沸點只有50.7℃，若不注意及時冷卻就會使叔丁基氯的蒸氣被大量的HCl氣體帶走而影響產(chǎn)率，故應用冷水浴冷卻，
故答案為：冷水�。�
（3）有機層中會溶解一些HCl，加入飽和氯化鈉溶液及飽和碳酸氫鈉溶液可以吸收HCl，除去叔丁基氯中的HCl，再進行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，
故答案為：除去叔丁基氯中的HCl；蒸餾；
（4）①錐形瓶中白霧是由于HCl與水蒸氣結(jié)合所致，鹽酸與硝酸銀反應生成氯化銀，有白色沉淀產(chǎn)生；
反應中生成HCl，氯化鋁不發(fā)生水解，錐形瓶內(nèi)也會有白霧現(xiàn)象，不能說明是氯化鋁水解所致，
故答案為：有白色沉淀產(chǎn)生；不能；
②若是氯化鋁水解產(chǎn)生HCl所致，則會生成氫氧化鋁沉淀，將不溶物固體分成兩份，一份加入足量的鹽酸，另一份加入足量的氫氧化鈉溶液，兩份固體均溶解說明是氯化鋁水解所致，
故答案為：一份加入足量的鹽酸，另一份加入足量的氫氧化鈉溶液；能；
（5）移取25．OOmL溶液消耗NaOH物質(zhì)的量為5×1O^-4mol，則100mL溶液中對叔丁基苯酚的物質(zhì)的量為5×1O^-4mol×

100mL

25mL

，叔丁基苯酚的物質(zhì)的量等于轉(zhuǎn)化的苯酚的物質(zhì)的量，苯酚的轉(zhuǎn)化率等于叔丁基苯酚的物質(zhì)的量產(chǎn)率為

5×10-4mol× 100mL 25mL ×94g/mol

9.4g

×100%，
故答案為：

5×10-4mol× 100mL 25mL ×94g/mol

9.4g

×100%．

點評：本題有機物的合成為載體，考查化學實驗，題目綜合性較大，涉及對實驗原理的理解、對裝置的分析評價、對實驗條件的選擇控制、實驗方案設計、物質(zhì)分離提純、化學計算等，難度中等，是對學生綜合能力的考查．