Question

13．硝基苯是重要的精細化工原料，是醫(yī)藥和染料的中間體，還可做有機溶劑．制備硝基苯的過程如下：
①配制混酸：組裝如圖反應裝置．取100mL燒杯，用20mL濃硫酸與18mL濃硝酸配制混和酸，加入漏斗中，把18mL苯加入三頸燒瓶中．
②向室溫下的苯中逐滴加入混酸，邊滴邊攪拌，混和均勻．
③在50～60℃下發(fā)生反應，直至反應結束．
④除去混和酸后，粗產(chǎn)品依次用蒸餾水和100ml 0.1mol/L的Na₂CO₃溶液洗滌，最后再用蒸餾水洗滌得到粗產(chǎn)品．
已知（1）+HNO₃（濃）$\frac{50～60℃}{98%濃{H}_{2}S{O}_{4}}$++H₂O
+HNO₃（濃）$\frac{95%}{98%濃{H}_{2}S{O}_{4}}$++
（2）可能用到的有關數(shù)據(jù)如表

物質(zhì)	熔點/℃	沸點/℃	密度（20℃）/g•cm-3	溶解性
苯	5.5	80	0.88	微溶于水
硝基苯	5.7	210.9	1.205	難溶于水
1，3二硝基苯	89	301	1.57	微溶于水
濃硝酸	-	83	1.4	易溶于水
濃硫酸	-	338	1.84	易溶于水

請回答下列問題：
（1）配制混酸應在燒杯中先加入濃硝酸．
（2）恒壓滴液漏斗的優(yōu)點是可以保持漏斗內(nèi)壓強與發(fā)生器內(nèi)壓強相等，使漏斗內(nèi)液體能順利流下．
（3）實驗裝置中長玻璃管可用冷凝管（球形冷凝管或直行冷凝管均可）代替（填儀器名稱）．
（4）反應溫度控制在50～60℃的原因是防止副反應發(fā)生．
（5）反應結束后產(chǎn)品在液體的下層（填“上”或者“下”），分離混酸和產(chǎn)品的操作方法為分液．
（6）實驗前要配制100ml 0.1mol/L的Na₂CO₃溶液，需要用到的玻璃儀器有玻璃棒、100ml容量瓶、膠頭滴管、燒杯 用Na₂CO₃溶液洗滌之后再用蒸餾水洗滌時，怎樣驗證液體已洗凈？取最后一次洗滌液，向溶液中加入氯化鈣，無沉淀生成，說明已洗凈．
（7）為了得到更純凈的硝基苯，還須先向液體中加入氯化鈣除去水，然后蒸餾．

Answer 1

分析 （1）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；
（2）恒壓滴液漏斗代替分液漏斗可以平衡內(nèi)外壓強，使氨水順利滴下；
（3）苯、濃硝酸沸點低，易揮發(fā)，長玻璃管能冷凝回流揮發(fā)的苯、濃硝酸，據(jù)此選擇替代儀器；
（4）溫度過高有副反應發(fā)生；
（5）具有苦杏仁味的硝基苯的密度比水大，分離互不相溶的液態(tài)，采取分液操作；
（6）根據(jù)實驗操作的步驟以及每步操作需要儀器確定反應所需儀器；反應得到粗產(chǎn)品中有殘留的硝酸及硫酸，需要除去，用10%Na₂CO₃溶液洗滌之后再用蒸餾水洗滌，未洗凈晶體表面含有碳酸根離子，檢驗最后一次洗滌液即可；
（7）要得到純凈的硝基苯，粗產(chǎn)品依次用蒸餾水、10%Na₂CO₃溶液洗滌，再用蒸餾水洗滌，最后用無水CaCl₂干燥、蒸餾，從而得到純硝基苯．

解答 解：（1）濃硫酸密度大于濃硝酸，應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，
故答案為：濃硝酸；
（2）和普通分液漏斗相比，恒壓滴液漏斗上部和三頸燒瓶氣壓相通，可以保證恒壓滴液漏斗中的液體順利滴下，
故答案為：可以保持漏斗內(nèi)壓強與發(fā)生器內(nèi)壓強相等，使漏斗內(nèi)液體能順利流下；
（3）長玻璃管作用是導氣、冷凝回流，該實驗中可以冷凝回流揮發(fā)的濃硝酸以及苯使之充分反應，減少反應物的損失，提高轉(zhuǎn)化率，可用冷凝管或球形冷凝管或直行冷凝管替代，
故答案為：冷凝管（球形冷凝管或直行冷凝管均可）；
（4）濃硝酸和濃硫酸是強腐蝕性酸，且具有強氧化性，溫度不能過高，控制在50～60℃，防止副反應發(fā)生，
故答案為：防止副反應發(fā)生；
（5）硝基苯是油狀液體，與水不互溶，密度比水大，在下層，分離互不相溶的液態(tài)，采取分液操作，
故答案為：下；分液；
（6）配制步驟有計算、稱量、溶解、冷卻、移液、洗滌、定容、搖勻等操作，一般用托盤天平稱量，用藥匙取用藥品，在燒杯中溶解，冷卻后轉(zhuǎn)移到100mL容量瓶中，并用玻璃棒引流，當加水至液面距離刻度線1～2cm時，改用膠頭滴管滴加，所以需要的玻璃儀器為：燒杯、玻璃棒、100mL容量瓶、膠頭滴管，反應得到粗產(chǎn)品中有殘留的硝酸及硫酸，用10%Na₂CO₃溶液洗滌除去粗產(chǎn)品中殘留的酸，之后再用蒸餾水洗滌，如果晶體未洗凈含有碳酸根離子，取最后一次洗滌液，向溶液中加入氯化鈣，無沉淀生成，說明已洗凈，
故答案為：玻璃棒、100ml容量瓶、膠頭滴管、燒杯；取最后一次洗滌液，向溶液中加入氯化鈣，無沉淀生成，說明已洗凈；
（7）用蒸餾水洗滌，硝基苯中含有水，用無水CaCl₂干燥，然后將較純的硝基苯進行蒸餾，得到純硝基苯，故答案為：氯化鈣．

點評 本題主要考查硝基苯的制取、物質(zhì)的分離方法等知識點，題目難度中等，為高考的高頻題，試題綜合性較強，知識點較全面，正確理解制備原理為解答關鍵，試題充分考查了學生的分析、理解能力及化學實驗能力．