Question

【题目】科学家利用石墨烯和具有粘弹性的聚硅树脂(俗称橡皮泥)制备出一种具有极高灵敏度的电力学传感材料，能够检测轻微的变形和冲击，其灵敏程度甚至能探测到蜘蛛的运动。该材料可用于制作检测人体脉搏、血压的传感器等。实验室模拟工业合成方法，制备聚硅树脂的中间体氯甲基三乙氧基硅烷ClCH2Si(OEt)3 。量取20mL甲基三氯硅烷(CH3SiCl3)注入三颈烧瓶中，开启电磁搅拌加热器升温至66℃，从a中加入浓盐酸，加热A一段时间，待温度升至110℃，停止加热，在三颈烧瓶中加入30mL无水乙醇(EtOH)，迅速反应生成氯甲基三乙氧基硅烷ClCH2Si(OEt)3，待温度降至室温后，将三颈烧瓶中液体转移到蒸馏烧瓶中蒸馏，收集得到174.5℃馏分12mL。

物质	C2H5OH	CH3SiCl3	ClCH2SiCl3	ClCH2Si(OEt)3
相对分子质量	46	149.5	184	212.5
熔点/℃	－114.1	－77.8	—	—
沸点/℃	78.3	66.4	116.5	174
密度/g·mL	0.79	1.30	1.47	1.02

已知：①甲基三氯硅烷为无色液体，具有刺鼻恶臭，易潮解；氯甲基三乙氧基硅烷易水解，能与碱金属氢氧化物生成碱金属硅醇盐。②CH3CH2OH也可简写成EtOH

（1）连接好装置后，检验装置气密性的操作是：D和E之间夹上止水夹，B中装入适量蒸馏水，___________________________________________________说明装置气密性完好。

(2) A装置中发生反应的离子方程式是：_______________________；装置C的作用是：_______________________ ；E中所装液体是：__________________；

(3)装置D中发生反应的化学方程式为：① CH3SiCl3 + Cl2 → ClCH2SiCl3 + HCl

②___________________________________________________________；球形冷凝管的作用是：________________________；

(4) 有同学发现该装置有一处不足可能会导致实验失败，应该___________________；

(5) 该方法制备氯甲基三乙氧基硅烷的产率(实际产量/理论产量)是：_______________(保留两位有效数字)。

Answer 1

【答案】 微热A，B中导管口出现气泡，停止加热后若导管中液面上升，说明装置气密性完好 MnO2 + 4H++2Cl－Mn2++Cl2↑+2H2O 干燥氯气 氢氧化钠溶液 ClCH3SiCl3 +3EtOHClCH2Si(OEt)3 + 3HCl 冷凝回流 在D和E之间增加一个装有碱石灰的干燥管 33%

【解析】（1）连接好装置后，检验装置气密性的操作是：D和E之间夹上止水夹，B中装入适量蒸馏水，微热A，B中导管口出现气泡，停止加热后若导管中液面上升，说明装置气密性完好；(2) A装置为制备氯气的装置，发生反应的离子方程式是：MnO2 + 4H++2Cl－ Mn2+ + Cl2↑+ 2H2O；制得的氯气中含有氯化氢和水蒸气，通过除杂后干燥，装置C的作用是：干燥氯气；氯气有毒，过量的氯气不能直接排放在空气中必须用碱液吸收，则E中所装液体是：氢氧化钠溶液；(3)装置D中发生反应的化学方程式为：① CH3SiCl3 + Cl2 → ClCH2SiCl3 + HCl

②ClCH3SiCl3 + 3EtOH ClCH2Si(OEt)3 + 3HCl；球形冷凝管的作用是：冷凝回流，提高反应物的利用率；(4) 有同学发现该装置有一处不足可能会导致实验失败，甲基三氯硅烷易潮解，应该在D和E之间增加一个装有碱石灰的干燥管，防止水蒸气进入装置D；(5)根据反应① CH3SiCl3 + Cl2 → ClCH2SiCl3 + HCl、②ClCH3SiCl3 + 3EtOH ClCH2Si(OEt)3 + 3HCl可得关系：

CH3SiCl3------- ClCH2Si(OEt)3

理论上生成ClCH2Si(OEt)3的质量为：20mL1.30g/mL=36.96g；制备氯甲基三乙氧基硅烷的产率为： 。