Question

10．有机合成在制药工业上有着极其重要的地位．现用硝基苯制取苯胺，再用苯胺制得无色晶体乙酰苯胺（具有退热镇痛作用的药物）．
①化学反应原理为：
②相关物质的物理常数

物质	相对分子质量	熔点（℃）	沸点	溶解度（g）
				水	乙醇
苯胺	93	-6	184	3.42（20℃）	任意比混溶
乙酸	60	17	117.9	任意比混溶	任意比混溶
乙酰苯胺	135	114	304	0.56（20℃） 3.45（50℃） 5.20（100℃）	36.9（20℃）

③制备乙酰苯胺的装置及过程如图所示：

已知：Ⅰ苯胺易被氧化；Ⅱ韦氏分馏柱作用与原理类似于冷凝管
请回答以下问题：
（1）加入锌粒的目的是制备氢气防止苯胺被氧化；韦氏分馏柱作用的是冷凝回流乙酸和苯胺，提高原料的利用率；
（2）步骤1中保持柱顶温度约为105℃，则锥形瓶中收集到的馏分主要是H₂O；
（3）步骤2中将反应液倒入水中的目的是洗去未反应的乙酸和苯胺，同时降低乙酰苯胺的溶解度，促使其析出；
（4）步骤3中洗涤剂最好选择A；
A．冷水   B．热水   C．15%的乙醇溶液   D．NaOH溶液
（5）步骤4重结晶的过程：粗产品溶于沸水中配成饱和溶液→再加入少量蒸馏水→加入活性炭脱色→加热煮沸→趁热过滤→冷却结晶→抽滤→洗涤→干燥；
（6）上述制备过程的产率是35.29%．（结果保留4位有效数字）．

Answer 1

分析 5.0ml苯胺、7.4ml冰醋酸、0.10g锌粒混合加热至沸腾30min，趁热倒入水中析出晶体，抽滤洗涤干燥得到粗产品，重结晶得到较纯净的产品，
（1）加入锌粒的目的是和酸反应生成氢气，在氢气环境中避免苯胺被氧化，韦氏分馏柱作用冷凝回流乙酸和苯胺；
（2）由物质铵的沸点可知，这几种反应物和生成物在105℃的条件下，只能蒸出H₂O；
（3）因为在水中，相比而言，乙酰苯胺的溶解度较小，所以可以用来洗去未反应的乙酸和苯胺，同时降低乙酰苯胺的溶解度，促使其析出；
（4）乙酰苯胺在冷水中的溶解度会更小；
（5）避免晶体在过滤过程中有损失，所以要趁热过滤、冷去结晶；
（6）结合化学方程式计算乙酰苯胺的理论产量，进而计算制备过程的产率=$\frac{实际产量}{理论产量}$×100%．

解答 解：（1）苯胺易被氧化，锌和醋酸反应生成氢气提供氢气环境防治苯胺被氧化，韦氏分馏柱作用的是冷凝回流乙酸和苯胺，提高原料的利用率，
故答案为：制备氢气防止苯胺被氧化；冷凝回流乙酸和苯胺，提高原料的利用率；
（2）由物质的沸点可知，这几种反应物和生成物在105℃的条件下，只能蒸出H₂O，故锥形瓶中收集到的馏分主要是H₂O，故答案为：H₂O；
（3）因为在水中，相比而言，乙酰苯胺的溶解度较小，所以可以用来洗去未反应的乙酸和苯胺，同时降低乙酰苯胺的溶解度，促使其析出，
故答案为：洗去未反应的乙酸和苯胺，同时降低乙酰苯胺的溶解度，促使其析出；
（4）乙酰苯胺在冷水中的溶解度会更小，应选择冷水，
故答案为：A；
（5）步骤4重结晶的过程：粗产品溶于沸水中配成饱和溶液→再加入少量蒸馏水→加入活性炭脱色→加热煮沸→趁热过滤→冷却结晶→抽滤→洗涤→干燥，避免晶体过滤过程中有损失，所以要趁热过滤，
故答案为：趁热过滤；冷却结晶；
（5）依据化学方程式：，可知乙酰苯胺的理论产量为：0.055mol×135g/mol=7.425g因此，上述制备过程的产率是：$\frac{2.62g}{7.425g}$×100%=35.29%，
故答案为：35.29%．

点评 本题考查有机物的合成、有机化学实验，侧重考查学生对数据的分析处理能力，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．