题目内容
【题目】某同学设计如图所示装置制备一硝基甲苯。
实验步骤如下：
①配制浓硫酸和浓硝酸(按体积比1∶3)的混合物(混酸)；
②在三颈瓶里装15 mL甲苯；
③装好其他药品，并组装好仪器；
④向三颈瓶中加入混酸，并不断搅拌；
⑤控制温度，大约反应10分钟至三颈瓶底有大量液体(淡黄色油状)出现；
⑥分离出一硝基甲苯。(已知：甲苯的密度为0.866 g·cm－3，沸点为110.6 ℃；硝基苯的密度为1.20 g·cm－3，沸点为210.9 ℃)
根据上述实验，回答下列问题：
(1)实验方案中缺少一个必要的仪器，它是________。本实验的关键是控制温度在30 ℃左右，如果温度过高，产生的后果是__________________________。
(2)简述配制混酸的方法：________________________________，浓硫酸的作用是_________________。
(3)L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：______________，反应类型为：________。
(5)分离产品方案如下：
操作1的名称是________。
(6)经测定，产品1的核磁共振氢谱中有3个峰，则其结构简式为________________。
【答案】温度计 生成二硝基甲苯、三硝基甲苯（或有副产物生成） 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 催化剂、吸水剂 冷凝管 b 
取代反应（或硝化反应） 分液 
【解析】
(1)根据实验步骤，步骤⑤中需要控制温度，因此方案中缺少一个必要的仪器为温度计；本实验的关键是控制温度在30 ℃左右，如果温度过高，会产生副产物，如二硝基甲苯、三硝基甲苯等，故答案为：温度计；生成二硝基甲苯、三硝基甲苯等副产物(或有副产物生成)；
(2)浓硫酸的密度大于硝酸，浓硝酸中有水，浓硫酸溶于水会放热，所以配制混合酸的方法是：量取浓硝酸倒入烧杯中，再量取浓硫酸沿烧杯内壁缓缓注入烧杯，并不断用玻璃棒搅拌，实验中浓硫酸是催化剂和吸水剂，故答案为：量取一定量浓硝酸倒入烧杯中，再量取浓硫酸沿烧杯内壁缓缓注入烧杯，并用玻璃棒不断搅拌；催化剂和吸水剂；
(3)根据装置图可知，仪器L是直形冷凝管，用于冷凝回流，为了充分利用原料，提高生成物的产量，水流方向为逆流，进水口为b，故答案为：冷凝管；b；
(4)甲苯与混酸加热发生取代反应，生成对硝基甲苯和水，反应的化学方程式为
，故答案为：；取代反应；
(5)根据流程图，经过操作1将混合液分成了有机混合物(主要含有一硝基甲苯)和无机混合物(主要含有硫酸)，由于一硝基甲苯难溶于水，与硫酸溶液分层，因此操作1为分液，故答案为：分液；
(6)产品中含有一硝基甲苯，产品1的核磁共振氢谱中有3个峰，则其结构简式为
，故答案为：。
【题目】下述实验方案能达到实验目的的是（ ）
编号 | A | B | C | D |
实验方案 |
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实验目的 | 实验室制备乙酸乙酯 | 分离乙酸和水 | 验证溴乙烷在氢氧化钠乙醇溶液中发生消去反应产生的乙烯 | 收集乙烯并验证它与溴水发生加成反应 |
A. A B. B C. C D. D
