Question

【題目】鄰硝基甲苯和對硝基甲苯能被用作爆炸品檢測的示蹤劑。某探究小組利用下圖反應和裝置制備一硝基甲苯。

實驗中可能用到的數據：

	密度/g·cm-3	沸點/℃	溶解性
甲苯	0.866	110.6	不溶于水，易溶于硝基甲苯
對硝基甲苯	1.286	237.7	不溶于水，易溶于液態烴
鄰硝基甲苯	1.162	222	不溶于水，易溶于液態烴

實驗步驟：

①按體積比1∶3配制濃硫酸與濃硝酸的混合物80mL；②在250mL的三頸燒瓶中加入30mL(26g)甲苯，按圖所示裝好藥品和其他儀器；③向三頸燒瓶中加入混酸，并不斷攪拌(磁力攪拌器已略去)；④控制溫度約為50℃，反應大約10min，三頸燒瓶底有大量淡黃色油狀液體出現；⑤分離出一硝基甲苯的總質量為27.20g。

請回答下列問題：

（1）使用儀器A前必須進行的操作是_______。

（2）該實驗采用水浴加熱，水浴加熱的優點有：受熱均勻、_______。

（3）配制混酸的方法是分別量取20mL濃硫酸和60mL濃硝酸，將濃_______倒入燒杯中，濃_______沿著燒杯內壁緩緩注入，并不斷攪拌。

（4）控制溫度約為50℃時，反應生成的產物一硝基甲苯是鄰硝基甲苯和對硝基甲苯混合物，寫出該反應生成對硝基甲苯的化學方程式_______。

（5）分離反應后產物的方案如下：

①操作1的名稱為_______。

②操作2中，下列儀器選擇及安裝正確的是_______(填字母)。

（6）該實驗中一硝基甲苯的產率為_______(保留兩位有效數字)。

Answer 1

【答案】檢查是否漏液 準確控制溫度(其他合理答案也可) 硝酸 硫酸 +HNO3+H2O 分液 b 70%

【解析】

（1）儀器A是分液漏斗，使用前驗漏；

（2）水浴加熱的優點是避免了直接加熱造成的受熱不均與溫度的不可控性，許多反應需要嚴格的溫度控制，就需要水浴加熱；

（3）類似濃硫酸的稀釋，濃硫酸、濃硝酸混合應把濃硫酸倒入濃硝酸中；

（4）苯和濃硝酸、濃硫酸的混合物發生取代反應生成對硝基甲苯和水；

（5）①有機混合物和無機混合物是互不相溶的液體；

②蒸餾操作需要測蒸氣的溫度；

（6）根據甲苯是質量計算一硝基甲苯的理論質量，產率=實際產量÷理論產量×100%；

（1）儀器A是分液漏斗，使用前檢查是否漏液；

（2）該實驗采用水浴加熱，水浴加熱的優點有：受熱均勻、準確控制溫度；

（3）濃硫酸密度大于濃硝酸，應將濃硝酸倒入燒杯中，濃硫酸沿著燒杯內壁緩緩注入，并不斷攪拌，防止將濃硝酸加到濃硫酸中可能發生的液體飛濺；

（4）甲苯和濃硝酸、濃硫酸的混合物發生取代反應生成對硝基甲苯和水，反應的化學方程式是+HNO3+H2O；

（5）①有機混合物和無機混合物是互不相溶的液體，所以用分液法分離有機混合物和無機混合物；

②蒸餾操作需要測蒸氣的溫度，所以溫度計液泡應在蒸餾燒瓶支管口處，選b；

（6）根據方程式+HNO3+H2O，26g甲苯理論上生成一硝基甲苯的質量是，產率=實際產量÷理論產量×100%=27.20g÷38.7g×100%=70%。