Question

12．乙酰苯胺，白色由光泽片状结晶或白色结晶粉末，是磺胺类药物的原料，可用作止痛剂，退热剂．防腐剂和染料中间体，制备原理如下：

实验步骤为：
a．在圆底烧瓶中加入10m1新蒸馏制得的苯胺、15ml冰醋酸和少许锌粉（约0.2g）和几粒沸石，并连接好装置．
b．用小火加热回流，保持温度在105℃约l小时，当温度下降时表明反应已完成，边搅拌边趁热过滤，然后将反应物倒人盛有250ml冷水的烧杯中．
c．冷却后抽滤，用冷水洗涤粗产品，将粗产品移至400ml烧杯中，加入300ml水并加热使其充分溶解，稍冷，待乙酰苯胺晶体析出，抽滤后压干并称重为12.58g．
回答下列问题：
（1）刺形分馏柱的作用是冷凝回流．
（2）加人的锌粉与醋酸反应，化学方程式Zn+CH₃COOH=Zn（CH₃COO）₂+H₂↑；其目的是排尽装置内的空气，防止苯胺在反应过程中被氧化．
（3）从粗产品到晶体，采用的实验方法C．A．过滤    B．结晶    C．重结晶    D．抽滤
（4）本实验提高产率的主要措施有反应物冷凝回流；蒸发出水．
（5）实际产率是85%（保留两位有效数）．

Answer 1

分析 （1）刺形分馏柱起冷凝回流作用；
（2）Zn与醋酸反应生成醋酸锌与氢气；苯胺不稳定，容易被空气中的氧气氧化为硝基苯，利用反应生成氢气排尽装置内的空气；
（3）操作中利用热水溶解粗产品，再冷却析出乙酰苯胺晶体，应是利用重结晶方法；
（4）本实验中利用刺形分馏柱进行冷凝回流，充分利用原料；用小火加热回流，保持温度在105℃，水的沸点是100℃，锥形瓶中收集的馏分主要为水，目的是将反应生成的水与反应体系分离，有利于反应正向进行；
（6）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）有机物易挥发性，刺形分馏柱起冷凝回流作用，
故答案为：冷凝回流；
（2）Zn与醋酸反应生成醋酸锌与氢气，反应方程式为：Zn+CH₃COOH=Zn（CH₃COO）₂+H₂↑；苯胺不稳定，容易被空气中的氧气氧化为硝基苯，利用反应生成氢气排尽装置内的空气，防止苯胺在反应过程中被氧化；
故答案为：Zn+CH₃COOH=Zn（CH₃COO）₂+H₂↑；排尽装置内的空气，防止苯胺在反应过程中被氧化；
（3）操作中利用热水溶解粗产品，再冷却析出乙酰苯胺晶体，应是利用重结晶方法，故选：C；
（4）本实验中利用刺形分馏柱对反应物冷凝回流，充分利用原料；用小火加热回流，保持温度在105℃，水的沸点是100℃，锥形瓶中收集的馏分主要为水，目的是将反应生成的水与反应体系分离，有利于反应正向进行，均有利于提高原料的利用率，
故答案为：反应物冷凝回流；蒸发出水；
（5）n（苯胺）=（10mL×1.0217g/mL）÷93g/mol=0.1099mol，n（乙酸）=（ 15mL×1.05g/ml）÷60g/mol=0.2625mol，Zn反应的醋酸为$\frac{0.2g}{65g/mol}$×2=0.0062，实际进入醋酸为0.2563mol，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0.1mol，而实际产量n（乙酰苯胺）=12.58g÷135g/mol，所以乙酰苯胺的产率为[（12.58g÷135g/mol）÷0.1099mol]×100%≈85%，
故答案为：85%．

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．