Question

6．间硝基苯胺（Mr=128）是一种重要的染料中间体．它是一种黄色针状结晶，微溶于水，随温度升高溶解度增大，溶于乙醇、乙醚、甲醇．间硝基苯胺可选用间二硝基苯与碱金属多硫化物进行选择性还原，其反应式如下：
+Na₂S₂+H₂O→+Na₂S₂O₃
已知：R-NH₂+H⁺→R-NH₃⁺
实验步骤：
①在100mL锥形瓶中加入8g结晶硫化钠与30mL水，搅拌溶解．再加入2g硫黄粉，缓缓加热并不断搅拌到硫黄粉全部溶解，冷却后备用．
②在150mL三颈烧瓶中加入4.74g间二硝基苯（Mr=158）与40mL水，安装机械搅拌装置、滴液漏斗和回流冷凝管如右图所示，将步骤①配制的多硫化钠溶液加入滴液漏斗．
③加热三颈烧瓶至瓶内微微沸腾，开动搅拌使间二硝基苯与水形成悬浮液．慢慢滴加多硫化钠溶液，滴加完毕后继续搅拌回流30min．移去热源，用冷水浴使反应物迅速冷却到室温后，减压过滤，滤饼洗涤三次．
④在150mL某容器中配制稀盐酸（30mL水加7mL浓盐酸），将上述粗产物转移进该容器，加热并用玻璃棒搅拌，使间硝基苯胺溶解，冷却到室温后减压过滤．
⑤冷却滤液，在搅拌下滴加过量浓氨水到pH=8，滤液中逐渐析出黄色的间硝基苯胺．
⑥冷却到室温后减压过滤，洗涤滤饼到中性，抽干，产物重结晶提纯，在红外灯下干燥，称重，得2.56g．
回答下列问题：
（1）滴液漏斗较普通分液漏斗的优点保持恒压，便于液体顺利流下；
（2）在铁和盐酸作用制得初生态氢原子（还原性远强于碱金属多硫化物）也可以将硝基还原为氨基，却未被采用，其可能原因为铁和盐酸作用还原性强，不具有选择性．
（3）第④步用盐酸溶解粗产品，而不用水的原因间硝基苯胺微溶于水，但可与盐酸作用可以形成盐溶于水中．
（4）第③步中滤饼洗涤三次，可选用的洗涤剂为A；第⑥步产物要进行重结晶，可选用的试剂为B．
A．冷水　　　B．热水　　　C．乙醚　　　D．乙醇
（5）第③步中，搅拌使间二硝基苯与水形成悬浮液后再滴加多硫化钠溶液，其原因为增大接触面积，加快反应速率，提高原料利用率
（6）第⑥步中要将滤饼洗涤到中性，检验方法为用玻璃棒蘸取最后一次洗涤后液体，滴在pH试纸中央，测定pH，若pH=7，说明已洗涤到中性．
（7）该反应的产率为66.7%．

Answer 1

分析 （1）恒压滴液漏斗代替分液漏斗可以平衡内外压强，可以使三颈烧瓶内压强与漏斗中的压强相等，使多硫化钠溶液顺利滴下；
（2）有机分子去氧加氢为还原反应，根据题干信息铁和盐酸作用制得初生态氢原子（还原性远强于碱金属多硫化物），还原性强，不具有选择性，未必能将硝基还原为氨基，得不到想要的产品；
（3）间硝基苯胺为有机物，微溶于水，第④步用盐酸溶解粗产品，间硝基苯胺可与盐酸作用可以形成盐溶于水中；
（4）滤饼洗涤三次，洗去表面的杂质，根据信息知间硝基苯胺微溶于水，随温度升高溶解度增大，溶于乙醇、乙醚、甲醇，所以选择冷水洗涤，第⑥步产物要进行重结晶，需将粗产品溶解，用热水，不能用有机物，不便于重结晶；
（5）第③步中，搅拌使间二硝基苯与水形成悬浮液后再滴加多硫化钠溶液，增大接触面积，加快反应速率，提高原料利用率；
（6）检验溶液为中性，用PH试纸检验，取最后一次洗涤液检验检验呈中性，说明滤饼洗涤到中性；
（7）根据产率=$\frac{实际产品质量}{理论产品质量}$×100%计算．

解答 解：（1）和普通分液漏斗相比，恒压滴液漏斗上部和三颈烧瓶气压相通，可以保证恒压滴液漏斗中的液体顺利滴下，
故答案为：保持恒压，便于液体顺利流下；
（2）间硝基苯胺可选用间二硝基苯与碱金属多硫化物进行选择性还原，铁和盐酸作用制得初生态氢原子（还原性远强于碱金属多硫化物），还原性强，不具有选择性，未必能将硝基还原为氨基，得不到想要的产品，所以不选，
故答案为：铁和盐酸作用还原性强，不具有选择性；
（3）第④步用盐酸溶解粗产品，是因为间硝基苯胺可与盐酸作用可以形成盐溶于水中，不用水的原因是间硝基苯胺微溶于水，
故答案为：间硝基苯胺微溶于水，但可与盐酸作用可以形成盐溶于水中；
（4）间硝基苯胺微溶于水，随温度升高溶解度增大，溶于乙醇、乙醚、甲醇，所以选择冷水洗涤第③步中滤饼三次，二次结晶也就是重结晶，可提纯晶体，间硝基苯胺溶于乙醇、乙醚、甲醇，不便于重结晶，用热水，通过温度调节，可用降温结晶提纯晶体，所以选择热水，
故答案为：A；B；
（5）第③步中，搅拌使间二硝基苯与水形成悬浮液再滴加多硫化钠溶液，能增大反应物间的接触面积，加快反应速率，提高原料利用率；
故答案为：增大接触面积，加快反应速率，提高原料利用率；
（6）滤饼洗涤是否到中性，可通过检验最后洗涤液进行验证，用玻璃棒蘸取最后一次洗涤后液体，滴在pH试纸中央，测定pH，若pH=7，说明已洗涤到中性，
故答案为：用玻璃棒蘸取最后一次洗涤后液体，滴在pH试纸中央，测定pH，若pH=7，说明已洗涤到中性；
（7）4.74g间二硝基苯（Mr=158）理论上转化为间硝基苯胺的物质的量为$\frac{4.74g}{158g/mol}$，理论制得间硝基苯胺的质量为：$\frac{4.74g}{158g/mol}×128g/mol$=3.84g，产物重结晶提纯，在红外灯下干燥，称重，得2.56g，产率=$\frac{实际产品质量}{理论产品质量}$×100%=$\frac{2.56g}{3.84g}$×100%≈66.7%，
故答案为：66.7%．

点评 本题考查间硝基苯胺制备实验方案，涉及物质的分离提纯、对装置与操作的分析、化学计算等，明确原理是解题关键，需要学生具备扎实的基础，题目难度中等．