Question

【题目】常见的一硝基甲苯有对硝基甲苯和邻硝基甲苯两种，均可用于合成各种染料。某探究小组利用下列反应和装置制备一硝基甲苯。

实验中可能用到的数据：

	密度/g·cm-3	沸点/℃	溶解性
甲苯	0.866	110.6	不溶于水，易溶于硝基甲苯
对硝基甲苯	1.286	237.7	不溶于水，易溶于液态烃
邻硝基甲苯	1.162	222	不溶于水，易溶于液态烃

实验步骤：①按体积比1:3配制浓硫酸与浓硝酸混合物40 mL；

②在三颈瓶中加入15 mL(13g)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10 min，三颈瓶底有大量淡黄色油状液体出现；

⑤分离出一硝基甲苯的总质量13.60 g。

请回答下列问题：

（1）配制混酸的方法是_______________________。反应中需不断搅拌，目的是__________________________________________。

（2）仪器A的名称是______，使用该仪器前必须进行的操作是____。

（3）若实验后在三颈瓶中收集到的产物较少，可能的原因是_____。

（4）分离反应后产物的方案如下：

其中，操作1的名称为______，操作2中需要使用下列仪器中的____（填序号）。

a．冷凝管 b．酒精灯 c．温度计 d．分液漏斗 e．蒸发皿

（5）该实验中一硝基甲苯的产率为______（保留4位有效数字）。

Answer 1

【答案】 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； 使反应充分进行，并防止温度过高有其他副产物生成 分液漏斗 检查是否漏液 温度过高，导致HNO3大量挥发 分液 abc 70.25%

【解析】⑴. 配制混酸时，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，如果将浓硝酸加到浓硫酸中可能发生液体飞溅的情况。搅拌的目的是为了使反应充分进行，并防止温度过高有其他副产物生成；

故答案为：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；使反应充分进行，并防止温度过高有其他副产物生成；

⑵. 仪器A是分液漏斗，使用前必须检查是否漏液；故答案为：分液漏斗；检查是否漏液；

⑶. 若实验后在三颈瓶中收集到的产物较少，可能的原因是温度过高，导致HNO3大量挥发，故答案为：温度过高，导致HNO3大量挥发；

⑷. 因为分离得到的是无机和有机两种液体，而有机物和无机物是不相溶的，因此方法是分液；分离两种硝基化合物只能利用它们沸点的不同，因此采用蒸馏的方法，使用到所提供仪器中的分别是：酒精灯、温度计、冷凝管；故答案为：分液；abc；

⑸. 产率的计算方法是用实际产量除以理论产量，根椐方程式，1mol的甲苯可以得到1mol的对硝基甲苯与1mol的邻硝基甲苯，换算成质量应该是：92g的甲苯可以得到137g的对硝基苯和137g的邻硝基苯，则13g的甲苯可得到的一硝基苯的质量是： =19.35g，所以一硝基苯的产量为： ×100%=70.25%；故答案为：70.25%.