Question

【题目】实验室用镁还原硝基苯制取反式偶氮苯的化学方程式为：2+4Mg+8CH3OH→+4Mg(OCH3)2+4H2O

已知：①Mg(OCH3)2在水中极易水解。

②反式偶氮苯产品在紫外线照射后部分转化为顺式偶氮苯。

③反式（顺式）偶氮苯橙红色晶体，溶于乙醇、乙醚和醋酸，不溶于水。遇明火、高热可燃，受高热分解放出有毒的气体。

主要实验装置和步骤如下：

（I）合成：在反应器中加入一定量的硝基苯、甲醇和一小粒碘，加入少量镁粉，立即发生反应；等大部分镁粉反应完全后，再加入镁粉，反应继续进行，等镁粉完全反应后，加热回流30 min。

（II）分离与提纯：

①将所得液体趁热倒入烧杯的冰水中，并不断搅拌，用冰醋酸小心中和至pH为4～5，析出橙红色固体，过滤，用少量冰水洗涤。

②用95%的乙醇重结晶。回答下列问题：

（1）如图加热回流装置中，仪器a的名称是________，进水口为________（填1或2）

（2）若将镁粉一次性加入已装硝基苯、甲醇混合液的三颈瓶中，可能导致_________________。

A．反应太剧烈 B．液体太多搅不动 C．反应变缓慢 D．副产物增多

（3）分离与提纯：

①析出橙红色固体，过滤，用少量冰水洗涤中用冰水洗涤的原因是________________。

②为了得到较大颗粒的晶体，加入冰醋酸时需要________（填“缓慢加入”、“快速加入”）。

③烧杯中的反式偶氮苯转入布氏漏斗时，杯壁上往往还粘有少量晶体，需选用液体将杯壁上的晶体冲洗下来后转入布氏漏斗，下列液体最合适的是_______。

A．冰水 B．饱和NaCl溶液

C．95％乙醇水溶液 D．滤液

④抽滤完毕，应先断开________________________，以防倒吸。

⑤重结晶操作包括“加热溶解、趁热过滤、冷却结晶、抽滤、洗涤、干燥”。上述重结晶过程中的________操作除去了不溶性杂质。

（4）取0.1 g偶氮苯，溶于5 mL左右的苯中，将溶液分成两等份，分别装于两个试管中，其中一个试管用黑纸包好放在阴暗处，另一个则放在阳光下照射。用毛细管各取上述两试管中的溶液点在距离滤纸条末端1 cm处，再将滤纸条末端浸入装有1∶3的苯环己烷溶液的容器中，实验操作及现象如下图所示：

①实验中分离物质所采用的方法是________法。

②薄层色谱分析中，极性弱的物质，在溶剂中扩散更快。某同学采用薄层色谱分析所得偶氮苯，实验开始时和展开后的斑点如图所示，则反式偶氮苯比顺式偶氮苯的分子极性________________（填“强”或“弱”）。

Answer 1

【答案】 冷凝管 2 AD 减少偶氮苯的溶解 缓慢加入 D 抽气泵和安全瓶 趁热过滤 层析（色层、色谱） 弱

【解析】（1）仪器a的名称为冷凝管。冷凝管中水流方向“下进上出”。

（2）若将镁粉一次性加入已装硝基苯、甲醇混合液的三颈瓶中，可导致反应太剧烈，副产物增多。

（3）①根据已知③“反式（顺式）偶氮苯橙红色晶体，溶于乙醇、乙醚和醋酸，不溶于水”，析出橙红色固体，过滤，用少量冰水洗涤的目的是：减少偶氮苯的溶解。

②结晶速率越慢得到的晶体颗粒越大。

③用滤液冲洗既不会使晶体溶解，同时不会引入杂质。

④抽滤完毕，应先断开抽气泵和安全瓶之间的橡皮管。

⑤趁热过滤除去了不溶性杂质。

（4）①根据所做实验，实验中分离物质所采用的方法是：层析（色层、色谱）法。

②根据已知②“反式偶氮苯产品在紫外线照射后部分转化为顺式偶氮苯”，紫外线照射后的样品中含反式偶氮苯和顺式偶氮苯；根据实验开始时和展开后的斑点，反式偶氮苯扩散得更快，在薄层色谱分析中，极性弱的物质，在溶剂中扩散更快，所以反式偶氮苯比顺式偶氮苯分子的极性弱。

（1）根据仪器a的构造特点，仪器a的名称为冷凝管。冷凝管中水流方向“下进上出”，进水口为2。

（2）根据实验和已知③“反式（顺式）偶氮苯遇明火、高热可燃，受高热分解放出有毒的气体”。若将镁粉一次性加入已装硝基苯、甲醇混合液的三颈瓶中，可导致反应太剧烈，副产物增多，答案选AD。

（3）①根据已知③“反式（顺式）偶氮苯橙红色晶体，溶于乙醇、乙醚和醋酸，不溶于水”，析出橙红色固体，过滤，用少量冰水洗涤的目的是：减少偶氮苯的溶解。

②结晶速率越慢得到的晶体颗粒越大，为了得到较大颗粒的晶体，加入冰醋酸时需要缓慢加入。

③烧杯中的反式偶氮苯转入布氏漏斗时，杯壁上往往还粘有少量晶体，需选用液体将杯壁上的晶体冲洗下来后转入布氏漏斗，目的是减少晶体的损失；所以选择冲洗的液体既不会使晶体溶解，同时不会引入杂质，最合适的液体是滤液；答案选D。

④抽滤完毕，应先断开抽气泵和安全瓶之间的橡皮管。

⑤重结晶操作包括“加热溶解、趁热过滤、冷却结晶、抽滤、洗涤、干燥”，其中“趁热过滤”除去了不溶性杂质，“冷却结晶、抽滤”除去了可溶性杂质；重结晶过程中“趁热过滤”除去了不溶性杂质。

（4）①根据所做实验，实验中分离物质所采用的方法是：层析（色层、色谱）法。

②根据已知②“反式偶氮苯产品在紫外线照射后部分转化为顺式偶氮苯”，紫外线照射后的样品中含反式偶氮苯和顺式偶氮苯；根据实验开始时和展开后的斑点，反式偶氮苯扩散得更快，在薄层色谱分析中，极性弱的物质，在溶剂中扩散更快，所以反式偶氮苯比顺式偶氮苯分子的极性弱。