Question

【题目】—硝基甲苯是一种重要的工业原料，某化学学习小组设计如图所示装置制备一硝基甲苯（包括对硝基甲苯和邻硝基甲苯）

实验步骤如下：

①配制浓硫酸和浓硝酸的混合物（混酸）；

②在三颈烧瓶里装15 mL甲苯（密度为0.866 g·cm－3）；

③装好其他药品，并组装好仪器；

④向三颈烧瓶中加入混酸，并不断搅拌；

⑤控制温度，大约反应10分钟至三颈烧瓶底有大量液体（淡黄色油状）出现；

⑥分离出一硝基甲苯，经提纯最终得到一硝基甲苯共15 g．

根据上述实验，回答下列问题：

（1）本实验的关键是控制温度在30℃左右，如果温度过高，则会产生__________等副产品（填物质名称）

（2）简述配制混酸的方法：____________________．

（3）A仪器名称是__________，进水口是__________．

（4）写出甲苯与混酸反应生成对硝基甲苯的化学方程式：___________________________．

（5）分离产品方案如下：

操作2的名称是___________．经测定，产品2的核磁共振氢谱中有5个峰，它的名称为___________．

（6）本实验中一硝基甲苯的产率为___________ （结果保留三位有效数字）

Answer 1

【答案】（1）二硝基甲苯、三硝基甲苯（只答三硝基甲苯也给分）（2分）

（2）取一定量浓硝酸于烧杯中，向烧杯里缓缓注入浓硫酸，并用玻璃棒不断搅拌（2分）

（3）（球形）冷凝管（1分）a（1分）

（4）（2分）

（5）蒸馏（1分）邻硝基甲苯（1分）

（6）77.5％（2分）

【解析】试题分析：（1）因为甲苯可以和浓硝酸反应生成一硝基甲苯或二硝基甲苯、三硝基甲苯，温度升高，会产生更多的二硝基甲苯或三硝基甲苯等杂质。（2）浓硫酸和浓硝酸的混合注意浓硫酸加入到浓硝酸中，具体过程为取一定量浓硝酸于烧杯中，向烧杯里缓缓注入浓硫酸，并用玻璃棒不断搅拌。（3）仪器A为（球形）冷凝管，从a进水。（4）甲苯和硝酸反应生成对硝基甲苯和水，方程式为：。（5）分离互溶的有机混合物只能利用沸点不同分离，采用蒸馏的方法。邻硝基甲苯的核磁共振氢谱有5个峰。 （6）甲苯的质量为15×0.866=13克，根据方程式分析理论产生的硝基甲苯的质量为137×13/92=19.4克，则产率为15/19.4=×77.5％。