Question

【題目】鄰硝基甲苯和對(duì)硝基甲苯能被用作爆炸品檢測(cè)的示蹤劑。某探究小組利用下圖反應(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，易溶于液態(tài)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的混合物80mL；②在250mL的三頸燒瓶中加入30mL(26g)甲苯，按圖所示裝好藥品和其他儀器；③向三頸燒瓶中加入混酸，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，三頸燒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)量為27.20g。

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）使用儀器A前必須進(jìn)行的操作是_______。

（2）該實(shí)驗(yàn)采用水浴加熱，水浴加熱的優(yōu)點(diǎn)有：受熱均勻、_______。

（3）配制混酸的方法是分別量取20mL濃硫酸和60mL濃硝酸，將濃_______倒入燒杯中，濃_______沿著燒杯內(nèi)壁緩緩注入，并不斷攪拌。

（4）控制溫度約為50℃時(shí)，反應(yīng)生成的產(chǎn)物一硝基甲苯是鄰硝基甲苯和對(duì)硝基甲苯混合物，寫(xiě)出該反應(yīng)生成對(duì)硝基甲苯的化學(xué)方程式_______。

（5）分離反應(yīng)后產(chǎn)物的方案如下：

①操作1的名稱為_______。

②操作2中，下列儀器選擇及安裝正確的是_______(填字母)。

（6）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】檢查是否漏液 準(zhǔn)確控制溫度(其他合理答案也可) 硝酸 硫酸 +HNO3+H2O 分液 b 70%

【解析】

（1）儀器A是分液漏斗，使用前驗(yàn)漏；

（2）水浴加熱的優(yōu)點(diǎn)是避免了直接加熱造成的受熱不均與溫度的不可控性，許多反應(yīng)需要嚴(yán)格的溫度控制，就需要水浴加熱；

（3）類似濃硫酸的稀釋，濃硫酸、濃硝酸混合應(yīng)把濃硫酸倒入濃硝酸中；

（4）苯和濃硝酸、濃硫酸的混合物發(fā)生取代反應(yīng)生成對(duì)硝基甲苯和水；

（5）①有機(jī)混合物和無(wú)機(jī)混合物是互不相溶的液體；

②蒸餾操作需要測(cè)蒸氣的溫度；

（6）根據(jù)甲苯是質(zhì)量計(jì)算一硝基甲苯的理論質(zhì)量，產(chǎn)率=實(shí)際產(chǎn)量÷理論產(chǎn)量×100%；

（1）儀器A是分液漏斗，使用前檢查是否漏液；

（2）該實(shí)驗(yàn)采用水浴加熱，水浴加熱的優(yōu)點(diǎn)有：受熱均勻、準(zhǔn)確控制溫度；

（3）濃硫酸密度大于濃硝酸，應(yīng)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，防止將濃硝酸加到濃硫酸中可能發(fā)生的液體飛濺；

（4）甲苯和濃硝酸、濃硫酸的混合物發(fā)生取代反應(yīng)生成對(duì)硝基甲苯和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式是+HNO3+H2O；

（5）①有機(jī)混合物和無(wú)機(jī)混合物是互不相溶的液體，所以用分液法分離有機(jī)混合物和無(wú)機(jī)混合物；

②蒸餾操作需要測(cè)蒸氣的溫度，所以溫度計(jì)液泡應(yīng)在蒸餾燒瓶支管口處，選b；

（6）根據(jù)方程式+HNO3+H2O，26g甲苯理論上生成一硝基甲苯的質(zhì)量是，產(chǎn)率=實(shí)際產(chǎn)量÷理論產(chǎn)量×100%=27.20g÷38.7g×100%=70%。