Question

【題目】常見的一硝基甲苯有對(duì)硝基甲苯和鄰硝基甲苯兩種，均可用于合成各種染料。某探究小組利用下列反應(yīng)和裝置制備一硝基甲苯。

實(shí)驗(yàn)中可能用到的數(shù)據(jù)：

實(shí)驗(yàn)步驟：①按體積比1：3配制濃硫酸與濃硝酸混合物40 mL；

②在三頸瓶中加入15 mL(13g)甲苯，按圖所示裝好藥品和其他儀器；

③向三頸瓶中加入混酸，并不斷攪拌(磁力攪拌器已略去)；

④控制溫度約為50℃，反應(yīng)大約10 min，三頸瓶底有大量淡黃色油狀液體出現(xiàn)；

⑤分離出一硝基甲苯的總質(zhì)量13.60 g。

請(qǐng)回答下列問題：

(1)配制混酸的方法是________。反應(yīng)中需不斷攪拌，目的是______________

(2)儀器A的名稱是________ ，使用該儀器前必須進(jìn)行的操作是_________。

(3)若實(shí)驗(yàn)后在三頸瓶中收集到的產(chǎn)物較少，可能的原因是_________。

(4)分離反應(yīng)后產(chǎn)物的方案如下：

其中，操作1的名稱為________，操作2中需要使用下列儀器中的________(填序號(hào))。

A．冷凝管 B．酒精燈 C．溫度計(jì) D．分液漏斗 E．蒸發(fā)皿

(5)該實(shí)驗(yàn)中一硝基甲苯的產(chǎn)率為________(保留兩位有效數(shù)字)。

Answer 1

【答案】（1）分別量取10 mL和30 mL的濃硫酸和濃硝酸，將濃硝酸倒入燒杯中，濃硫酸沿著燒杯內(nèi)壁緩緩注入，并不斷攪拌（2分） 使反應(yīng)充分進(jìn)行，并防止溫度過高有其他副產(chǎn)物生成（2分）

（2）分液漏斗（1分） 檢查是否漏液（1分）

（3）溫度過高，導(dǎo)致HNO3大量揮發(fā)（或其他合理答案）（2分）

（4）分液（1分） abc（2分）

（5）70%（3分）

【解析】

試題（1）體積比1：3配制濃硫酸與濃硝酸混合物40mL的操作為：分別量取10 mL和30 mL的濃硫酸和濃硝酸，先將濃硝酸倒入燒杯中，然后沿?zé)�杯�?nèi)壁緩緩注入濃硫酸，并用玻璃棒不斷攪拌。反應(yīng)過程中不斷攪拌的目的就是為了使反應(yīng)物充分接觸，充分進(jìn)行，及時(shí)散熱防止溫度過高有副反應(yīng)發(fā)生生成其他副產(chǎn)物。（2）儀器A的名稱是分液漏斗，使用該儀器前必須進(jìn)行的操作是檢查是否漏液；（3）實(shí)驗(yàn)后在三頸瓶中收集到的產(chǎn)物較少，可能的原因是：溫度過高，導(dǎo)致HNO3大量揮發(fā)（或其他合理答案）（4）操作1為將互不相溶的無機(jī)和有機(jī)兩種液體分離可用分液法；操作2目的是分離硝基甲苯和鄰硝基甲苯兩種互溶的有機(jī)物，可利用它們沸點(diǎn)的不同，因此采用蒸餾的方法，需使用的儀器中有：酒精燈、溫度計(jì)、冷凝管。（5）設(shè)理論上一硝基甲苯的質(zhì)量為m,則由反應(yīng)方程式得：

92 137

13g m

解得m=13×137/92g=19.35g所以實(shí)驗(yàn)中一硝基甲苯的產(chǎn)率為13.60g÷19.35g×100%=70%