Question

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)：

	密度/g?cm-3	沸點(diǎn)/℃	溶解性
甲苯	0.866	110.6	不溶于水，易溶于硝基甲苯
對(duì)硝基甲苯	1.286	237.7	不溶于水，易溶于液體烴
鄰硝基甲苯	1.162	222	不溶于水，易溶于液態(tài)烴

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40mL；
②在三頸瓶中加入15mL（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10min，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13.60g．
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

考點(diǎn)：制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)題

分析：（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，如果將濃硝酸加到濃硫酸中可能發(fā)生液體飛濺的情況．?dāng)嚢璧哪康木褪菫榱耸狗磻?yīng)充分進(jìn)行，并防止溫度過高有其他副產(chǎn)物生成；
（2）儀器A是分液漏斗，使用前必須檢查是否漏液；
（3）溫度過高，導(dǎo)致HNO₃大量揮發(fā)；
（4）因?yàn)榉蛛x得到的是無機(jī)和有機(jī)兩種液體，而有機(jī)物和無機(jī)物是不相溶的，因此方法是分液；分離子兩種一硝基化合物只能利用它們沸點(diǎn)的不同，因此采用蒸餾的方法，使用到所提供儀器中的分別是：酒精燈、溫度計(jì)、冷凝管；
（5）產(chǎn)率的計(jì)算方法就是用實(shí)際產(chǎn)量除以理論產(chǎn)量；根椐方程式，一摩爾的甲苯可以得到一摩爾的對(duì)硝基甲苯與一摩爾的鄰硝基甲苯．換成質(zhì)量的話應(yīng)該是：92g的甲苯可以得到137g的對(duì)硝基苯和137g的鄰硝基苯．那么13g的甲苯就能得到的一硝基苯的質(zhì)量就是：

13×137

92

=19.35g，所以一硝基苯的產(chǎn)量就應(yīng)該這樣來進(jìn)行計(jì)算：

13.6

19.35

×100%=70%．

解答： 解：（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，如果將濃硝酸加到濃硫酸中可能發(fā)生液體飛濺的情況．?dāng)嚢璧哪康木褪菫榱耸狗磻?yīng)充分進(jìn)行，并防止溫度過高有其他副產(chǎn)物生成；
故答案為：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；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）儀器A是分液漏斗，使用前必須檢查是否漏液；故答案為：分液漏斗； 檢查是否漏液；
（3）若實(shí)驗(yàn)后在三頸瓶中收集到的產(chǎn)物較少，可能的原因是溫度過高，導(dǎo)致HNO₃大量揮發(fā)；故答案為：溫度過高，導(dǎo)致HNO₃大量揮發(fā)；
（4）因?yàn)榉蛛x得到的是無機(jī)和有機(jī)兩種液體，而有機(jī)物和無機(jī)物是不相溶的，因此方法是分液；分離子兩種一硝基化合物只能利用它們沸點(diǎn)的不同，因此采用蒸餾的方法，使用到所提供儀器中的分別是：酒精燈、溫度計(jì)、冷凝管；
故答案為：分液；abc；
（5）產(chǎn)率的計(jì)算方法就是用實(shí)際產(chǎn)量除以理論產(chǎn)量；根椐方程式，一摩爾的甲苯可以得到一摩爾的對(duì)硝基甲苯與一摩爾的鄰硝基甲苯．換成質(zhì)量的話應(yīng)該是：92g的甲苯可以得到137g的對(duì)硝基苯和137g的鄰硝基苯．那么13g的甲苯就能得到的一硝基苯的質(zhì)量就是：

13×137

92

=19.35g，所以一硝基苯的產(chǎn)量就應(yīng)該這樣來進(jìn)行計(jì)算：

13.6

19.35

×100%=70%；
故答案為：70%．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查一硝基甲苯的制備，涉及實(shí)驗(yàn)流程、產(chǎn)率的計(jì)算等知識(shí)，難度不大，熟悉流程的意義與目的是解題的關(guān)鍵．