Question

【题目】2-硝基甲苯和4-硝基甲苯均可用于印染行业，实验室利用下列反应和装置制备这两种物质。

（反应明显放热）

实验中可能用到的数据：

	相对分子质量	密度/gcm-3	沸点/℃	溶解性
甲苯	92	0.866	110.6	不溶于水，易溶于硝基甲苯
2-硝基甲苯	137	1.162	222	不溶于水，易溶于液态烃
4-硝基甲苯	137	1.286	237.7	不溶于水，易溶于液态烃

实验步骤：①按体积比3：1配制浓硫酸与浓硝酸混合物40mL；

②在三颈瓶中加入20.0mL甲苯，按图所示装好药品和其他仪器；

③向三颈瓶中加入混酸，并不断搅拌(磁力搅拌器已略去)；

④控制温度约为50℃，反应大约10min，三颈瓶底有大量淡黄色油状液体出现；

⑤分离出2-硝基甲苯和4-硝基甲苯并称重，其总总质量为13.7g。

（1）在烧杯中配制该实验所需混酸的方法是___。

（2）步骤④的关键是控制温度，其措施有水浴加热、充分搅拌和___。

（3）分离产物的方案如下：

回答下列问题：

操作ii中会用到下列仪器中的___(填序号)。

a.温度计 b.蒸发皿 c.锥形瓶 d.分液漏斗

该实验中2-硝基甲苯和4-硝基甲苯的总产率为___。

（4）实验中的无机混合物可以回收再利用，回收前需要测定各成分的浓度，取10.00mL无机混合物，加水稀释至100.00mL待用，取稀释液10.00mL，用0.1000molL-1NaOH溶液滴定至溶液呈中性，消化NaOH溶液VmL，另取稀释液10.00mL，加入过量BaCl2溶液，充分反应后过滤并将滤渣洗涤、干燥后称重，质量为Wg。

①取10.00mL稀释液的过程中，酸式滴定管的初始液面为0.20mL，左手控制活塞向锥形瓶中加稀释液，此时眼睛应该___。

②设计简单实验证明滤渣已经洗涤干净：___。

③原无机混合物中HNO3的浓度为___molL-1(用含V和W的代数式表示)。

Answer 1

【答案】分别量取10mL和30mL的浓硫酸和浓硝酸，将浓硝酸倒入烧杯中，浓硫酸沿着烧杯内壁缓缓注入，并不断搅拌 控制滴加混酸的速度 ac 53.2% 平视10.20mL的刻度线 取适量最后一次洗涤液于试管中，加入硝酸银，若不产生白色沉淀，则证明洗涤干净 0.1V-

【解析】

⑴浓硫酸溶于水会放出大量的热，容易发生液体飞溅的情况，同时浓硝酸易挥发，混合一般是密度大的加入到密度小的里。

⑵控制温度，其措施有水浴加热、充分搅拌和控制滴加混酸的速度，操作ii是分离2-硝基甲苯和4-硝基甲苯，可以用蒸馏的方法，先求20.00 mL甲苯的物质的量，得出理论上产生硝基甲苯的质量，再计算产率。

⑷①量取过程中眼睛要平视酸式滴定管内液面；②滤渣表面可能有的杂质为氯离子；③先求NaOH的物质的量，也是原样品中混酸中氢离子的总物质的量，再求混酸中硫酸的物质的量，再求混酸中HNO3的物质的量，再求HNO3的浓度。

⑴浓硫酸溶于水会放出大量的热，容易发生液体飞溅的情况，同时浓硝酸易挥发，所以配制混酸的方法是分别量取10 mL和30 mL的浓硫酸和浓硝酸，将浓硝酸倒入烧杯中，浓硫酸沿着烧杯内壁缓缓注入，并不断搅拌；故答案为：分别量取10 mL和30 mL的浓硫酸和浓硝酸，将浓硝酸倒入烧杯中，浓硫酸沿着烧杯内壁缓缓注入，并不断搅拌。

⑵控制温度，其措施有水浴加热、充分搅拌和控制滴加混酸的速度，操作ii是分离2-硝基甲苯和4-硝基甲苯，可以用蒸馏的方法，所以会用到温度计、锥形瓶，故选ac，20.00 mL甲苯的物质的量为，理论上产生硝基甲苯的质量为，所以产率为；故答案为：控制滴加混酸的速度；ac；53.2%。

⑷①取10.00 mL稀释液的过程中，酸式滴定管的初始液面为0.20 mL，则量取液体最终的刻度应为10.20 mL，所以量取过程中眼睛要注视酸式滴定管内液面是否达到10.20 mL的刻度，其操作为平视10.20 mL的刻度线；故答案为：平视10.20 mL的刻度线。

②滤渣表面可能有的杂质为氯离子，所以可以通过检验是否有氯离子来确定是否洗涤干净，其操作为取适量最后一次洗涤液于试管中，加入硝酸银，若不产生白色沉淀，则证明洗涤干净；故答案为：取适量最后一次洗涤液于试管中，加入硝酸银，若不产生白色沉淀，则证明洗涤干净。

③V mL，0.1000molL-1NaOH溶液中NaOH的物质的量为V×10-4 mol，所以原样品中混酸中氢离子的总物质的量为，而混酸中硫酸的物质的量为，所以混酸中HNO3的物质的量为，则HNO3的浓度为；故答案为：。