Question

4．乙酰苯胺可用作止痛剂、退热剂、防腐剂和染料中间体，实验室制备乙酰苯胺反应原理和有关数据如下：NH₂+CHCOOH$\stackrel{△}{?}$+H₂O

名称	相对分子质量	性状	密度/（g/cm3）	熔点/℃	沸点/℃	溶解度
苯胺	93	无色油状液体具有还原性	1.02	-6.1	184	微溶于水	均易溶于乙醇、乙醚
乙酸	60	无色液体	1.05	16.5	118	易溶于水
乙酰 苯胺	135	白色晶体	1.22	114	304	微溶于冷水，溶于热水

实验步骤：
在50ml圆底烧瓶中加入无水苯胺5ml．，冰醋酸7.5mL，锌粉0．lg，按下图安装仪器，加入沸石，给反应器均匀加热，使反应液在微沸状态下回流，调节加热温度，使柱顶温度控制在105℃左右，反应约60～80nun，当反应基本完成时，停止加热．
在搅拌下，趁热将烧瓶中的物料倒人盛有l00mL冰水的烧杯中，剧烈搅拌，并冷却烧杯至室温，粗乙酰苯胺结晶析出，抽滤、洗涤、干燥，得到乙酰苯胺粗品．将粗品重结晶，抽滤，晾干，称重，计算产率，
注：D为刺形分馏柱，用于沸点差别不太大的混合物的分离．，
请回答下列问题：
（1）仪器A的名称冷凝管，
（2）装置图中加热可用油浴（填“水浴”或“油浴”）．
（3）实验中加入锌粉的目的是防止苯胺在反应过程中被氧化．
（4）为何要控制分馏柱上端的温度在105℃左右不断分出反应过程中生成的水，促进反应正向进行，提高生成物的产率．
（5）通过观察到温度计温度下降或锥形瓶内液体不再增加，现象可判断反应基本完成，反应结束后须立即倒入事先准备好的冰水中的原因乙酰苯胺的熔点较高，稍冷即会固化，凝固在烧瓶中难易倒出．
（6）洗涤乙酰苯胺粗品最合适的试剂是a．
a．用少量冷水洗    b．用少量热水洗c．先用冷水洗，再用热水洗    d．用酒精洗
（7）该实验最终得到纯品1.8g，则乙酰苯胺的产率是24%．

Answer 1

分析 （1）仪器A为冷凝管；
（2）由于反应控制温度在105℃左右，而沸腾的水温度为100℃，不能达到该温度，所以可用油浴加热的方法；
（3）苯胺不稳定，容易被空气中的氧气氧化为硝基苯，为防止苯胺在反应过程中被氧化，需要加入还原剂Zn粉；
（4）水的沸点是100℃，加热至105℃左右，就可以不断分出反应过程中生成的水，促进反应正向进行；
（5）根据温度计温度下降或锥形瓶内液体不再增加可以判断反应基本完成；
乙酰苯胺的熔点较高，稍冷即会固化，凝固在烧瓶中难易倒出；
（6）洗涤粗产品注意减少因溶解造成的损耗，结合产品的溶解性判断，
（7）计算苯胺、乙酸的物质的量，判断反应物过量问题，根据不足量的物质计算乙酰苯胺的理论产量，进而计算乙酰苯胺的产率．

解答 解：（1）由仪器的结构特征，控制仪器A为冷凝管，故答案为：冷凝管；
（2）由于反应控制温度在105℃左右，而沸腾的水温度为100℃，不能达到该温度，所以可用油浴加热的方法，故答案为：油浴；
（3）苯胺不稳定，容易被空气中的氧气氧化为硝基苯，加入还原剂Zn粉，可以防止苯胺在反应过程中被氧化，故答案为：防止苯胺在反应过程中被氧化；
（4）水的沸点是100℃，加热至105℃左右，就可以不断分出反应过程中生成的水，促进反应正向进行，提高生成物的产率，故答案为：不断分出反应过程中生成的水，促进反应正向进行，提高生成物的产率；
（5）若看到温度计温度下降或锥形瓶内液体不再增加，就表明反应物的蒸气较少，生成物达到了最大量，反应基本完成；
由于乙酰苯胺的熔点较高，稍冷即会固化，凝固在烧瓶中难易倒出，反应结束后须立即倒入事先准备好的冰水中，
故答案为：温度计温度下降或锥形瓶内液体不再增加；乙酰苯胺的熔点较高，稍冷即会固化，凝固在烧瓶中难易倒出；
（6）由于乙酰苯胺微溶于冷水，溶于热水，易溶于乙醇、乙醚，所以洗涤粗品最合适的试剂是用少量冷水洗，以减少因洗涤造成的损耗，故选：A；
（7）n（苯胺）=（5mL×1.02g/mL）÷93g/mol=0.055mol，n（乙酸）=（ 7.5mL×1.05g/ml）÷60g/mol=0.13mol，二者按1：1反应，由于乙酸的物质的量大于苯胺的物质的量，所以产生乙酰苯胺的物质的量要以不足量的苯胺为原料为标准，乙酰苯胺的理论产量为0.055mol，而实际产量n（乙酰苯胺）=1.8g÷135g/mol=0.0133mol，所以乙酰苯胺的产率为（0.0133mol÷0.055mol）×100%=24%，
故答案为：24%．

点评 本题考查有机物的合成实验、基本操作、实验条件的控制与分析评价等，是对学生综合能力的考查，需要学生具备扎实的基础，难度中等．