Question

7．某實(shí)驗(yàn)小組用圖2所示裝置制備一硝基甲苯（包括對(duì)硝基甲苯和鄰硝基甲苯）反應(yīng)原理（圖1）：

實(shí)驗(yàn)步驟：①濃硫酸與濃硝酸按體積比1：3配制混合溶液（即混酸）共40mL；
②在三頸瓶中加入13g甲苯（易揮發(fā)），按圖所示裝好藥品和其他儀器；
③向三頸瓶中加入混酸；
④控制溫度約為50℃-55℃，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，經(jīng)提純最終得到對(duì)硝基甲苯和鄰硝基甲苯共15g．
相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)如下：

	密度/g•cm-3	沸點(diǎn)/℃	溶解性
甲苯	0.866	110.6	不溶于水
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

（1）儀器A的名稱(chēng)是分液漏斗．
（2）配制混酸的方法是量取30mL濃硝酸倒入燒杯中，再量取10mL濃硫酸沿?zé)�杯�?nèi)壁（或玻璃棒）緩緩注入燒杯并不斷攪拌．
（3）若實(shí)驗(yàn)后在三頸瓶中收集的產(chǎn)物較少，可能的原因是：溫度過(guò)高，導(dǎo)致HNO₃大量揮發(fā)．
（4）本實(shí)驗(yàn)采用水浴加熱，水浴加熱的優(yōu)點(diǎn)是受熱均勻、易于控制溫度．
（5）分離反應(yīng)后產(chǎn)物的方案如下：
混合物$\stackrel{操作1}{→}$$\left\{\begin{array}{l}{有機(jī)混合物→（操作2）\left\{\begin{array}{l}{甲苯}\\{鄰對(duì)硝基甲苯}\end{array}\right.}\\{無(wú)極混合物}\end{array}\right.$
操作1的名稱(chēng)是分液，操作2中不需要用到下列儀器中的de．（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
（6）本實(shí)驗(yàn)中鄰、對(duì)硝基甲苯的產(chǎn)率為77.5%（結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后一位數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)裝置圖可知，儀器A是分液漏斗；
（2）濃硫酸的密度大于硝酸，濃硝酸中有水，濃硫酸溶于水會(huì)放熱，據(jù)此確定配制混酸的方法；
（3）硝酸是易揮發(fā)的酸，據(jù)此答題；
（4）水浴加熱的特點(diǎn)是受熱均勻、易于控制溫度；
（5）分離兩種不相溶的液體用分液；分離兩種沸點(diǎn)的不同液體，采用蒸餾的方法，所以操作2為蒸餾，據(jù)此判斷需要的儀器；
（6）根據(jù)產(chǎn)率=$\frac{實(shí)際產(chǎn)量}{理論產(chǎn)量}$×100%計(jì)算．

解答 解：（1）儀器A是分液漏斗，
故答案為：分液漏斗；
（2）濃硫酸的密度大于硝酸，濃硝酸中有水，濃硫酸溶于水會(huì)放熱，所以配制混合酸的方法是：量取30 mL濃硝酸倒入燒杯中，再量取10 mL濃硫酸沿?zé)�杯�?nèi)壁（或玻璃棒）緩緩注入燒杯并不斷攪拌，
故答案為：量取30 mL濃硝酸倒入燒杯中，再量取10 mL濃硫酸沿?zé)�杯�?nèi)壁（或玻璃棒）緩緩注入燒杯并不斷攪拌；
（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(guò)高，導(dǎo)致HNO₃大量揮發(fā)，
故答案為：溫度過(guò)高，導(dǎo)致HNO₃大量揮發(fā)；
（4）水浴加熱的特點(diǎn)是受熱均勻、易于控制溫度，
故答案為：受熱均勻、易于控制溫度；
（5）因?yàn)榉蛛x得到的是無(wú)機(jī)和有機(jī)兩種液體，而有機(jī)物和無(wú)機(jī)物是不相溶的，因此操作1是分液；分離兩種沸點(diǎn)的不同液體，采用蒸餾的方法，所以操作2為蒸餾，蒸餾用到所提供儀器中的分別是：酒精燈、溫度計(jì)、冷凝管，用不到的是分液漏斗、蒸發(fā)皿，故選de，
故答案為：分液；de；
（6）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，則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：$\frac{13×137}{92}$=19.35g，所以一硝基苯的產(chǎn)量就應(yīng)該這樣來(lái)進(jìn)行計(jì)算：$\frac{15}{19.35}$×100%=77.5%；
故答案為：77.5%．

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)，難度中等，熟悉流程的意義與目的是解題的關(guān)鍵．