Fridel—Crafts反应是向苯环上引入烷基最重要的方法，在合成上有

问题实验题

Fridel—Crafts反应是向苯环上引入烷基最重要的方法，在合成上有很大的实用价值，该反应可以简单表示如下：Ar+RXArR+HX △H<0（Ar表示苯基）。某化学兴趣小组在实验室先利用叔丁醇（沸点90.7⁰C)与盐酸反应制得叔丁基氯（沸点50⁰C)，再利用Fridel—Crafts反应原理制备对叔丁基苯酚（熔点99⁰C)。反应流程及实验装置如下图所示：

试回答下列问题：

（1）实验装置烧杯中漏斗的作用是________。

（2）巳知Fridel—Cxafts反应是放热反应，为防止叔丁基氣的蒸气被大量的HCl气体带走而影响产率，应将锥形瓶置于_______(填“冷水浴”或“热水浴”）中。

（3）有机层中加入饱和氣化钠溶液及饱和碳酸氢钠溶液的作用可能是_______。通过操作可将叔丁基氯粗产物转化为较为纯净的叔丁基氯。

（4）某同学因去掉该制备装置中的氣化钙干燥管，发现产率很低(观察不到对叔丁基苯酚白色固体)且锥形瓶中有大量的白雾，他推测是作催化剂的AlCl₃发生强烈水解所致，该同学设计如下实验方案进行验证，请完成下表内容。

实验方案

实验现象

能否说明水解

①将锥形瓶中白雾通入HNO₃酸化的AgNO₃溶液

②将充分冒白雾后的液体抽滤，得不溶性固体，将固体分成两份，

。

两份固体均溶解

（5）若上述同学称取了9.4g苯酚与适量叔丁基氯反应，从反应液中提取出对叔丁基苯酚，将其配成100mL乙醇溶液，移取25.00mL溶液，滴定，消耗NaOH物质的量为5×10^－4moL，则以苯酚为基准计算对叔丁基苯酚产率的表达式为_______。

答案

（16分）

（1）防止液体倒吸（2分）

（2）冷水浴（2分）

（3）除去叔丁基氯粗产物中的HCl（3分）蒸馏（2分）

（4）（4分）

实验方案	实验现象	能否说明水解
①将锥形瓶中白雾通入HNO₃酸化的AgNO₃溶液	产生白色沉淀（1分）	不能（1分）
②将充分冒白雾后的液体抽滤，得不溶性固体，将固体分成两份，一份加入足量的盐酸，另一份加入足量的NaOH溶液，振荡。（1分）	两份固体均溶解	能（1分）

（5）（3分）

题目分析：（1）依题意，叔丁醇与过量的盐酸发生取代反应，生成叔丁基氯和水，由于叔丁醇、叔丁基氯和水的沸点分别为90.7℃、50.7℃、100℃，则反应后从锥形瓶、干燥管逸出的气体是盐酸挥发出的HCl气体，由于HCl易溶于水，所以烧杯中倒扣漏斗的作用是防止液体倒吸；（2）叔丁基氯的沸点为50.7℃，因此应将锥形瓶置于冷水浴中，可以防止叔丁基氯沸腾；（3）HCl的酸性比碳酸强，HCl的溶解度比NaCl大，由此推断加入饱和氯化钠溶液及饱和碳酸氢钠溶液的作用是除去叔丁基氯粗产物中的HCl；由于叔丁醇、叔丁基氯的沸点分别为90.7℃、50.7℃，相差40℃，因此通过蒸馏可以从叔丁基氯粗产物中分离提纯出叔丁基氯；（4）叔丁基氯与苯酚发生Fridel—Crafts反应，生成对叔丁基苯酚和HCl，由于观察不到对叔丁基苯酚白色固体，则锥形瓶中白雾可能是无水AlCl₃，也可能是AlCl₃发生强烈水解产生的盐酸，因此将白雾通入HNO₃酸化的AgNO₃溶液，产生白色沉淀，只能说明白雾中存在Cl^－，不能证明AlCl₃水解；由于AlCl₃水解产物是氢氧化铝和HCl，氢氧化铝难溶于水，HCl易溶于水，将充分冒白雾后的液体抽滤，得到的不溶性固体为Al(OH)₃，Al(OH)₃是两性氢氧化物，既能溶于强酸，又能溶于强碱，所以向一份固体中加入足量盐酸，向另一份固体中加入足量NaOH溶液，若两份固体均溶解，能说明AlCl₃水解；（5）由于1mol对叔丁基苯酚与1molNaOH恰好完全中和，由滴定时消耗NaOH物质的量推断25.00mL溶液中含对叔丁基苯酚的物质的量为5×10^－⁴moL；由于100mL溶液是25.00mL溶液的4倍，则100mL溶液中含对叔丁基苯酚的物质的量为5×10^－⁴moL×；由于1mol苯酚与1mol对叔丁基苯氯完全反应时，生成1mol对叔丁基苯酚1molHCl，根据对叔丁基苯酚的物质的量推断参加反应的苯酚的物质的量为5×10^－⁴moL×；苯酚的分子式为C₆H₆O，则相对分子质量为94，由于m=n•M，则参加反应的苯酚质量为5×10^－⁴moL××94g•mol^－¹；由于苯酚的实际质量为9.4g，则参加反应的苯酚质量分数表达式（或以苯酚为基准计算对叔丁基苯酚产率的表达式）为≈2.0%。