Question

19．硝基苯是醫(yī)藥和染料的中間體，還可做有機溶劑．反應如圖：
①
②
組裝如圖反應裝置．有關數據列表如表：

物質	熔點/ ℃	沸點 /℃	密度（20℃） /g•cm-3	水溶性
苯	5.5	80	0.88	微溶
硝基苯	5.7	210.9	1.205	難溶
1，3二硝基苯	89	301	1.57	微溶

制備硝基苯流程如圖：

請回答：
（1）步驟①配制混酸：取100mL燒杯，用20mL濃硫酸與18mL濃硝酸配制混和酸，操作是：在燒杯中先加入18mL濃硝酸，再，并不斷攪拌、冷卻；把配好的混和酸加入恒壓漏斗中；最后在三頸燒瓶中加入18mL苯．
（2）在室溫下向三頸瓶中的苯逐滴加入混酸，邊滴邊攪拌，混和均勻、加熱．實驗裝置中長玻璃管最好用球形冷凝管代替（填儀器名稱）；上圖中的加熱方式稱為；反應溫度控制在50～60℃的原因是水浴加熱、防止副反應反應．
硝基苯的提純步驟為：

（3）步驟⑤表明混合物中有苯和硝基苯的操作和現象是混合物倒入蒸餾水中，液體分為三層．
（4）驗證步驟⑥中液體已洗凈的操作和現象是：取最后一次洗滌液，向溶液中加入氯化鈣溶液，有白色沉淀生成，說明洗滌干凈；為了得到更純凈的硝基苯，還須先向液體中加入無水CaCl₂除去水，然后蒸餾（填操作名稱）．
（5）設計實驗證明中：“粗產品中2”中含二硝基苯．
（6）用鐵粉、稀鹽酸與硝基苯（用Ph-NO₂表示）反應可生成染料中間體苯胺（Ph-NH₂），其反應的化學方程式為Ph-NO₂+3Fe+6HCl→Ph-NH₂+3FeCl₂+2H₂O．

Answer 1

分析 （1）濃硝酸與濃硫酸混合會放出大量的熱，如將濃硝酸加入濃硫酸中，硝酸的密度小于濃硫酸，可能為導致液體迸濺；
（2）利用冷凝管通入冷凝水，冷凝回流效果更好；反應在50℃～60℃下進行，利用水浴加熱控制；溫度過高會發(fā)生副反應，苯易揮發(fā)、硝酸易分解，溫度過低反應速率較慢；
（3）混合物倒入蒸餾水中，液體分為三層，生成為苯、中層為水溶液、下層為硝基苯；
（4）步驟⑥是用碳酸鈉溶液洗滌酸，若洗滌干凈，最后洗滌液中含有碳酸鈉，用氯化鈣反應檢驗最后次洗滌液是否含有碳酸根離子；利用蒸餾的方法分離得到更純的硝基苯；
（5）測定粗產品的密度或熔點判斷；
（6）鐵粉、稀鹽酸與硝基苯反應可生成苯胺，硝基被還原，Fe粉氧化生成氯化亞鐵，由元素守恒可知還生成水．

解答 解：（1）濃硝酸與濃硫酸混合會放出大量的熱，如將濃硝酸加入濃硫酸中，硝酸的密度小于濃硫酸，可能為導致液體迸濺，用20mL濃硫酸與18mL濃硝酸配制混和酸，操作是：在燒杯中先加入18mL濃硝酸，再沿燒杯壁注入20mL濃硫酸，并不斷攪拌、冷卻，
故答案為：18mL濃硝酸；沿燒杯壁注入20mL濃硫酸；
（2）利用冷凝管通入冷凝水，冷凝回流效果更好，實驗裝置中長玻璃管最好用球形冷凝管，反應在50℃～60℃下進行，低于水的沸點，可以利用水浴加熱控制，偏于可知溫度，受熱均勻；
溫度過高會發(fā)生副反應，且苯易揮發(fā)、硝酸易分解，溫度過低反應速率較慢，控制溫度：防止副反應反應等，
故答案為：球形冷凝管；水浴加熱、防止副反應反應；
（3）步驟⑤表明混合物中有苯和硝基苯的操作和現象是：混合物倒入蒸餾水中，液體分為三層，其中生成為苯、中層為水溶液、下層為硝基苯，
故答案為：混合物倒入蒸餾水中，液體分為三層；
（4）步驟⑥是用碳酸鈉溶液洗滌酸，若洗滌干凈，最后洗滌液中含有碳酸鈉，取最后一次洗滌液，向溶液中加入氯化鈣溶液，有白色沉淀生成，說明洗滌干凈；
為了得到更純凈的硝基苯，還須先向液體中加入無水CaCl₂除去水，然后用蒸餾的方法分離，
故答案為：向溶液中加入氯化鈣溶液，有白色沉淀生成，說明洗滌干凈；蒸餾；
（5）測定粗產品的密度大于1.205g•cm^-3，說明“粗產品中2”中含二硝基苯，
故答案為：測定粗產品的密度大于1.205g•cm^-3；
（6）鐵粉、稀鹽酸與硝基苯反應可生成苯胺，硝基被還原，Fe粉氧化生成氯化亞鐵，由元素守恒可知還生成水，反應方程式為Ph-NO₂+3Fe+6HCl→Ph-NH₂+3FeCl₂+2H₂O，
故答案為：Ph-NO₂+3Fe+6HCl→Ph-NH₂+3FeCl₂+2H₂O．

點評 本題考查有機物制備實驗，涉及對裝置及操作的分析評價、物質的分離提純、實驗基本操作、對數據信息的運用等，難度中等，注意操作規(guī)范性及儀器作用、滲透安全意識．