Question

【題目】某同學在實驗室以苯胺(密度：1.02g.mL—1）和濃硫酸為原料制備對氨基苯磺酸( ），反應原理以及反應裝置(加熱及夾持儀器已省略）如下：

+H2SO4（濃）+H2O

已知：100mL水在20C時可溶解對氨基苯磺酸1.08g，在100C時可溶解6.67g 。實驗步驟：

I.在100mL三頸燒瓶中加入10mL苯胺及幾粒沸石，將三頸燒瓶放入冷水中冷卻，小心地加入20mL濃硫酸；

II.將三頸燒瓶置于加熱裝置中緩慢加熱至170~180℃，維持此溫度2~2.5h；

III.將反應液冷卻至約50℃后，倒入盛有100mL冷水的燒杯中，用玻璃棒不斷攪拌，促使晶體析出，抽濾，用少量冷水洗滌，得到對氨基苯磺酸粗產品；

VI.將粗產品用沸水溶解，冷卻結晶，抽濾，收集產品，晾干得到16.2g對氨基苯磺酸。

回答下列問題：

(1)裝置中，x的名稱為______________ ，其作用是__________________ 。

(2)步驟II中，“加熱裝置”是 ________ (填“油浴”或“水浴”)裝置。

(3)步驟III中，需用少量冷水洗滌對氨基苯磺酸粗產品的原因是________________ 。

(4)步驟VI，冷卻結晶過程中，若溶液顏色過深，可用__________(填一種吸附劑)脫色。

(5)本實驗中對氨基苯磺酸的產率為__________(結果保留兩位小數)。

Answer 1

【答案】球形冷凝管 冷凝回流 油浴 冷水中對氨基苯磺酸的溶解度小 活性炭 85.38%

【解析】

以苯胺和濃硫酸發生取代反應得到對氨基苯磺酸，實驗中反應溫度高，對氨基苯磺酸容易揮發散失，需要冷凝管起到冷凝回流的作用，冷卻水應下進上出，反應溫度為170~180℃，因為水浴加熱的溫度受水的沸點限制，故選擇油浴加熱，從而得到產品，產品經過洗滌干燥處理即可，再根據可計算對氨基苯磺酸的產率。

(1)X為有冷凝回流作用的球形冷凝管，可減少對氨基苯磺酸的損失，故答案為：球形冷凝管；冷凝回流；

(2)由于反應溫度為170~180℃，而水浴加熱的溫度受水的沸點(100℃)限制，故選擇油浴加熱，故答案為：油浴；

(3)根據已知條件：100mL水在20C時可溶解對氨基苯磺酸1.08g，在100C時可溶解6.67g，則對氨基苯磺酸在冷水中的溶解度小，可減少對氨基苯磺酸溶解損失，故答案為：冷水中對氨基苯磺酸的溶解度小；

(4)活性炭可用于吸附色素，因此，在冷卻結晶過程中，若溶液顏色過深，可用活性炭進行脫色，故答案為：活性炭；

(5)根據，可得苯胺的質量，根據方程式可知，n(對氨基苯磺酸)=n(苯胺)，再根據，可得對氨基苯磺酸的理論產量，氨基苯磺酸的實際產量為16.2g，則，故答案為：85.38%。