Question

3．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(shí)用價(jià)值，該反應(yīng)可以簡單表示如下：ArH+RX$\stackrel{催化劑}{→}$ArR+HX；△H＜0（Ar表示苯基）．某化學(xué)興趣小組在實(shí)驗(yàn)室先利用叔丁醇與鹽酸反應(yīng)制得叔丁基氯（沸點(diǎn)50.7℃），再利用Fridel-Crafts反應(yīng)原理制備對叔丁基苯酚（熔點(diǎn)99℃）．反應(yīng)流程及實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示：

試回答下列問題：
（1）步驟①是直接將鹽酸、叔丁醇直于分液漏斗中，振搖一段時間后靜置分液．振搖過程中應(yīng)進(jìn)行放氣操作．步驟②中用飽和食鹽水及飽和碳酸氫鈉的目的是除去叔丁基氯粗產(chǎn)物中的HCl等酸性雜質(zhì)、減少叔丁基氯溶解損耗量．步驟③是要將叔丁基氯粗產(chǎn)品制成精品，實(shí)驗(yàn)操作方法是蒸餾．
（2）步驟④在如圖2所示的裝置中進(jìn)行，若實(shí)驗(yàn)過程中去掉制備裝置中裝有氯化鈣的干燥管，有可能導(dǎo)致的不良后果是水氣進(jìn)入，反應(yīng)物、催化劑等可能失效．
（3）叔丁基氯與苯盼反應(yīng)時適當(dāng)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(dǎo)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．
（4）常溫下叔丁基氯易變質(zhì)（打開瓶塞時瓶口會有白霧現(xiàn)象＞，故實(shí)驗(yàn)中所用的必須現(xiàn)用現(xiàn)配，試寫出叔丁基氯在常溫下變質(zhì)時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式（CH₃）₃CCl→CH₂=C（CH₃）₂+HCl↑或（CH₃）₃CCl+H₂O→（CH₃）₃COH+HCl↑．
（5）實(shí)驗(yàn)中得到產(chǎn)品叔丁基苯盼常常不是白色而呈現(xiàn)淺紫色，你認(rèn)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）根據(jù)分液漏斗的使用注意事項(xiàng)答題，叔丁基氯粗產(chǎn)物中有HCl等雜質(zhì)，叔丁基氯在食鹽水及飽和碳酸氫鈉中的溶解度小，據(jù)此答題，由于叔丁基氯的沸點(diǎn)較低，可用蒸餾法分離；
（2）氯化鈣干燥管具有吸水作用，可防止氯化鋁水解而變質(zhì)；
（3）若反應(yīng)過程中溫度過高，可導(dǎo)致叔丁基氯揮發(fā)；
（4）常溫下叔丁基氯易變質(zhì)，打開瓶塞時瓶口會有白霧現(xiàn)象，則有氯化氫產(chǎn)生，所以叔丁基氯發(fā)生消去反應(yīng)生成CH₂=C（CH₃）₂和HCl或（CH₃）₃CCl水解產(chǎn)生氯化氫；
（5）苯酚易被氧化而變質(zhì)．

解答 解：（1）使用分液漏斗時，振搖過程中應(yīng)進(jìn)行放氣，叔丁基氯粗產(chǎn)物中有HCl等雜質(zhì)，叔丁基氯在食鹽水及飽和碳酸氫鈉中的溶解度小，所以步驟②中用飽和食鹽水及飽和碳酸氫鈉的目的是除去叔丁基氯粗產(chǎn)物中的HCl等酸性雜質(zhì)、減少叔丁基氯溶解損耗量，由于叔丁基氯的沸點(diǎn)較低，可用蒸餾法分離，
故答案為：放氣；除去叔丁基氯粗產(chǎn)物中的HCl等酸性雜質(zhì)、減少叔丁基氯溶解損耗量；蒸餾；
（2）氯化鈣干燥管具有吸水作用，可防止水氣進(jìn)入，使反應(yīng)物、催化劑等失效，
故答案為：水氣進(jìn)入，反應(yīng)物、催化劑等可能失效；
（3）反應(yīng)為放熱反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，溫度逐漸升高，生成大量的HCl氣體而導(dǎo)致反應(yīng)裝置內(nèi)壓強(qiáng)過高，且可導(dǎo)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；
（4）常溫下叔丁基氯易變質(zhì)，打開瓶塞時瓶口會有白霧現(xiàn)象，則有氯化氫產(chǎn)生，所以叔丁基氯發(fā)生消去反應(yīng)生成CH₂=C（CH₃）₂和HCl或（CH₃）₃CCl水解產(chǎn)生氯化氫，反應(yīng)的方程式為（CH₃）₃CCl→CH₂=C（CH₃）₂+HCl↑或（CH₃）₃CCl+H₂O→（CH₃）₃COH+HCl↑，
故答案為：（CH₃）₃CCl→CH₂=C（CH₃）₂+HCl↑或（CH₃）₃CCl+H₂O→（CH₃）₃COH+HCl↑；
（5）苯酚易被氧化生成對苯醌，可導(dǎo)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(diǎn)評 本題以有機(jī)物的合成為載體綜合考查化學(xué)制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，側(cè)重于學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α⒃u價(jià)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(shí)驗(yàn)操作原理和方法．