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)注入三口烧瓶中，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，在三口烧瓶中加入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，将三口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：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。

(1)连接好装置后，检验装置气密性的操作是：_________________________________；

(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是：_______________(保留两位有效数字)。

Answer 1

【答案】 D和E之间夹上止水夹，B中装入适量蒸馏水，微热A，若B中导管口出现气泡，停止加热后导管中液面上升，说明装置气密性完好 MnO2 + 4HCl(浓) MnCl2 + Cl2↑+ 2H2O 干燥氯气 氢氧化钠溶液 ClCH3SiCl3 + 3EtOH → ClCH2Si(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）连按好装置后，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，若B中导管口出现气泡，停止加热后导管中液面上升，说明装置气密性完好；（2）A装置中二氧化锰与浓盐酸加热制取氯气，发生反应的离子方程式是：MnO2 +4H++2Cl-Mn2+ +Cl2↑+2H2O；装置B是除去氯气中含有的氯化氢，装置C的作用是干燥氯气；氯气有毒，不能直接排放到空气中，E中所装液体是氢氧化钠溶液，以吸收未反应的氯气；（3）装置D中CH3SiCl3与Cl2反应生成的ClCH3SiCl3迅速与EtOH反应生成ClCH2Si(OEt)3，发生反应的化学方程式为：①CH3SiCl3+Cl2→ClCH2SiCl3+HCl②ClCH3SiCl3+3EtOH→ClCH2Si(OEt)3+ 3HCl；球形冷凝管的作用是：冷凝回流；（4）氯甲基三乙氧基硅烷易水解，装置E中的水蒸气若进入装置D，可能会导致实验失败，应该在D和E之间增加一个装有碱石灰的干燥管；(5)根据反应①CH3SiCl3+Cl2→ClCH2SiCl3+HCl②ClCH3SiCl3+3EtOH→ClCH2Si(OEt)3+ 3HCl，设产率为x，得到关系为：

CH3SiCl3~~~~~~~~~~~~ClCH2SiCl3~~~~~~~~ClCH2Si(OEt)3

149.5g 212.5g

1.30 g/mL20mLx 1.02g/mL12mL

故x=100%=33%。