Question

19．乙酰苯胺是一种白色有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．乙酰苯胺的制备原理为：

实验参数：

名称	性状	密度/（g/cm3）	沸点/℃	溶解性
苯胺	无色油状液体，有还原性	1.02	184.4	微溶于水 易溶于乙醇、乙醚等
乙酸	无色液体	1.05	118.1	易溶于水 易溶于乙醇、乙醚
酰苯胺	白色晶体	1.22	304	微溶于冷水，溶于热水 易溶于乙醇、乙醚

实验装置：（见图）
注：刺形分馏柱的作用相当于二次蒸馏，用于沸点差别不太大的混合物的分离．
实验步骤：
步骤1：在圆底烧瓶中加入无水苯胺9.3mL，冰醋酸18.4mL，锌粉0.1g，安装仪器，加入沸石，调节加热温度，使柱顶温度控制在105℃左右，反应约60～80min，反应生成的水及少量醋酸被蒸出．
步骤2：在搅拌下，趁热将烧瓶中的物料以细流状倒入盛有100mL冰水的烧杯中，剧烈搅拌，并冷却，结晶，抽滤、洗涤、干燥，得到乙酰苯胺粗品．
步骤3：将此粗乙酰苯胺进行重结晶，晾干，称重，计算产率．
请回答下列问题：
（1）步骤1中所选圆底烧瓶的最佳规格是b．
a．25mL      b．50mL       c．150mL          d．200mL
（2）从化学平衡的角度分析，要控制分馏柱上端的温度在105℃左右的原因是不断分出反应过程中生成的水，促进反应正向进行，提高生成物的产率．
（3）步骤1加热可用油浴（填“水浴”或“油浴”）．
（4）洗涤乙酰苯胺粗品最合适的试剂是a．
a．用少量冷水洗 b．用少量热水洗c．先用冷水洗，再用热水洗  d．用酒精洗
（5）步骤2得到的粗晶体中因含有某些杂质而颜色较深，步骤3重结晶的操作是：将粗晶体用热水溶解，加入活性炭0.1g，煮沸进行脱色，趁热过滤，再将滤液冷却结晶．
（6）该实验最终得到纯品9.1g，已知苯胺、乙酸和乙酰苯胺的摩尔质量分别为93g•mol^-1、60g•mol^-1、135g•mol^-1．则乙酰苯胺的产率是66%．

Answer 1

分析 （1）圆底烧瓶中盛放液体的体积不超过容积的$\frac{2}{3}$分析判断；
（2）水的沸点是100℃，加热至105℃左右，就可以不断分出反应过程中生成的水，促进反应正向进行；
（3）由于步聚1加热的温度在105℃左右，而沸腾的水温度为100℃，不能达到该温度，所以步骤1可用油浴加热的方法；
（4）由于乙酰苯胺微溶于冷水，溶于热水，所以洗涤粗品最合适的试剂是用少量冷水洗，以减少因洗涤造成的损耗；
（5）避免过滤过程中损失，趁热过滤；
（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）在圆底烧瓶中加入无水苯胺9.3mL，冰醋酸18.4mL，体积共为27.7mL，圆底烧瓶中盛放液体的体积不超过容积的$\frac{2}{3}$，则需要烧瓶的体积为27.7mL×$\frac{3}{2}$=41.55mL，则需50mL的圆底烧瓶，故答案为：b；
（2）水的沸点是100℃，加热至105℃左右，就可以不断分出反应过程中生成的水，促进反应正向进行，提高生成物的产率；
故答案为：不断分出反应过程中生成的水，促进反应正向进行，提高生成物的产率；
（3）由于步聚1加热的温度在105℃左右，而沸腾的水温度为100℃，不能达到该温度，所以步骤1可用油浴加热的方法；
故答案为：油浴；
（4）由于乙酰苯胺微溶于冷水，溶于热水，易溶于乙醇、乙醚，所以洗涤粗品最合适的试剂是用少量冷水洗，以减少因洗涤造成的损耗，
故选：a；
（5）步骤2得到的粗晶体中因含有某些杂质而颜色较深，步骤3重结晶的操作是：将粗晶体用热水溶解，加入活性炭0.1g，煮沸进行脱色，趁热过滤减少晶体的损耗，再将滤液冷却结晶；
故答案为：趁热过滤；
（6）n（苯胺）=$\frac{9.3mL×1.02g/mL}{93g/mol}$=0.102mol，n（乙酸）=（ 18.4mL×1.05g/ml）÷60g/mol=0.322ol，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0.102mol，而实际产量n（乙酰苯胺）=9.1g÷135g/mol=0.067mol，所以乙酰苯胺的产率为$\frac{0.067mol}{0.102mol}$×100%=66%，
故答案为：66%．

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，为高频考点，侧重考查学生的分析、实验和计算能力，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．