Question

16．實驗室制備間硝基苯胺的反應方程式、操作步驟、部分參考數(shù)據(jù)及裝置圖如圖：
（發(fā)煙硝酸是溶有NO₂的98%的濃硝酸）
①在圓底燒瓶中加入原料，加熱攪拌使充分反應；
②將反應物倒入盛有碎冰的燒杯，待冷卻結晶后傾倒出酸液，對剩余混合物進行抽濾；
③將濾出固體溶于甲醇，置于燒瓶中按照圖1裝置安裝，并加入NaHS溶液，加熱；

參考數(shù)據(jù)	組分	鄰硝基苯胺	間硝基苯胺	對硝基苯胺	水	甲醇	硝基苯
	沸點/℃	284	305.7	331.7	100	64.7	4.75
	偶極矩/D	4.38	4.91	6.33	1.85	1.69	4.75
	顏色	橙色	淡黃色	淡黃色	無色	無色	淡黃色

④反應充分后改為蒸餾裝置（圖2）蒸出溶劑，將殘留液體倒入冷水，抽濾洗滌烘干．
已知：偶極矩可表示分子受固定相吸附的能力，越大吸附力越強請回答下列問題：

（1）步驟①中反應前期加熱溫度如超過95℃，易造成原料損失，故加熱方式應為水浴加熱；
（2）步驟②中抽濾的同時需用飽和Na₂CO₃溶液對固體進行洗滌，目的是洗去產(chǎn)物中混有的酸性物質，簡述洗滌的操作過程在布氏漏斗中倒入飽和Na₂CO₃溶液至浸沒固體后抽濾，重復若干次；
（3）步驟③裝置（圖1）中a儀器名稱為干燥管，其中填充有堿石灰，作用是吸收揮發(fā)出的硝酸、NO₂等酸性物質；
（4）關于步驟④裝置（圖2）相關敘述錯誤的是BCD；
A．冷凝水流向錯誤，應為低流進高流出
B．錐形瓶中首先收集到的液體為蒸餾水
C．溫度計水銀球位置偏低，應在液面以上，緊貼液面以迅速測定氣體組分的溫度
D．圖1、2裝置中b、c均有冷凝效果，故步驟④可在圖1裝置中直接完成蒸餾，無需改為圖2裝置
（5）最終得到的產(chǎn)品中含有少量鄰硝基苯胺、對硝基苯胺以及硝基苯雜質，根據(jù)固定相對各組分在流動過程中的吸附能力大小可混合物分離．圖3所示為混合物，已知C為間硝基苯胺，寫出B的結構簡式；
（6）之后該同學設計的提純裝置如圖4：在一根底部帶有旋塞的玻璃管內(nèi)裝滿固定相，將流動相與樣品混合后從上端倒入，并持續(xù)倒入流動相，一段時間后發(fā)現(xiàn)管內(nèi)出現(xiàn)如圖四段黃色色帶，則本實驗所需收集的產(chǎn)物組分主要集中在色帶層② （填編號）上．

Answer 1

分析 （1）水的沸點為100℃，步驟①中加熱溫度不超過95℃；
（2）根據(jù)反應原理可知間硝基苯胺表面有酸性物質例如硫酸、硝酸等，要進行除雜，根據(jù)洗滌固體的操作規(guī)范答題；
（3）根據(jù)裝置圖可知儀器名稱，硝酸為易揮發(fā)性酸，且濃硝酸會生成二氧化氮氣體等，這些物質會污染空氣，要吸收；
（4）A、采用逆流冷卻，冷卻效果好；
B、水的沸點為100℃，而本實驗溫度不超過95℃；
C、蒸餾時溫度計水銀球位置應在蒸餾燒瓶的支管處；
D、圖1中冷凝管為冷凝回流，達不到蒸餾的目的；
（5）根據(jù)紙上滲析法原理，鄰硝基苯胺的偶極距小于間硝基苯胺，所以擴散速度快；
（6）本實驗所需收集的產(chǎn)物組分為間硝基苯胺，比較鄰硝基苯胺、對硝基苯胺、間硝基苯胺以及硝基苯四種物質的偶極距結合滲析原理可判斷產(chǎn)品所在位置．

解答 解：（1）水的沸點為100℃，步驟①中加熱溫度不超過95℃，所以加熱方式應為水浴加熱，故答案為：水浴加熱；
（2）根據(jù)反應原理可知間硝基苯胺表面有酸性物質例如硫酸、硝酸等，所以可以用碳酸鈉溶液洗滌，洗滌固體的操作為在布氏漏斗中倒入飽和Na₂CO₃溶液至浸沒固體后抽濾，重復若干次，
故答案為：洗去產(chǎn)物中混有的酸性物質；在布氏漏斗中倒入飽和Na₂CO₃溶液至浸沒固體后抽濾，重復若干次；
（3）根據(jù)裝置圖可知圖1中a儀器名稱為干燥管，硝酸為易揮發(fā)性酸，且濃硝酸會生成二氧化氮氣體等，這些物質會污染空氣，所以在干燥管內(nèi)裝有堿石灰加以吸收，
故答案為：干燥管；吸收揮發(fā)出的硝酸、NO₂等酸性物質；
（4）A、采用逆流冷卻，冷卻效果好，所以圖中冷凝水流向錯誤，應為低流進高流出，故A正確；
B、水的沸點為100℃，而本實驗溫度不超過95℃，故B錯誤；
C、蒸餾時溫度計水銀球位置應在蒸餾燒瓶的支管處，故C錯誤；
D、圖1中冷凝管為冷凝回流，達不到蒸餾的目的，故D錯誤，
故選BCD；
（5）根據(jù)紙上滲析法原理，鄰硝基苯胺的偶極距小于間硝基苯胺，所以擴散速度快，所以B物質應為鄰硝基苯胺，結構簡式為，
故答案為：；
（6）本實驗所需收集的產(chǎn)物組分為間硝基苯胺，由于偶極矩鄰硝基苯胺＜硝基苯＜間硝基苯胺＜對硝基苯胺，所以間硝基苯胺主要集中在色帶層②上，
故答案為：②．

點評 本題考查了間硝基苯胺制備的實驗方案設計、實驗裝置的理解評價、滲析原理的應用等，是對所學知識的綜合運用，注意基礎知識的掌握，本題難度中等．