题目内容

1.硝基苯是制造染料的重要原料.某同学在实验室里用右图装置制取硝基苯,主要步骤如下:
①在大试管里将2mL浓硫酸和1.5mL浓硝酸混合,摇匀,冷却到50~60℃以下.然后逐滴加入1mL苯,边滴边振荡试管.
②按图连接好装置,将大试管放入60℃的水浴中加热10分钟.
完成下列填空:
(1)指出右图中的错误缺少温度计、大试管接触烧杯底部.
(2)向混合酸中加入苯时,“逐滴加入”、“边滴边振荡试管”的目的是使苯与混酸混合均匀、能及时移走反应产生的热量.
(3)反应一段时间后,混合液明显分为两层,上层呈浅黄色色,其中主要物质是硝基苯、苯(填写物质名称).把反应后的混和液倒入盛有冷水的烧杯里,搅拌,可以看到b、d.(选填编号)
a.水面上是含有杂质的硝基苯        
b.水底有浅黄色、苦杏仁味的液体
c.烧杯中的液态有机物只有硝基苯    
d.有无色、油状液体浮在水面
(4)为了获得纯硝基苯,实验步骤为:①水洗、分离;②将粗硝基苯转移到盛有氢氧化钠溶液的烧杯中洗涤、用分液漏斗(填写仪器名称)进行分离;③水洗、分离;④干燥;⑤蒸馏.
(5)实验装置经改进后,该同学按照上述实验步骤重新进行了多次实验,充分反应后有两种情况出现,请帮助他作出分析:
①产率低于理论值,原因是温度过高引起硝酸的分解、苯的挥发;
②产率高于理论值,原因是温度过高,有其他能溶于硝基苯的产物生成.

分析 (1)在水浴装置中为了精确控制实验温度,需要用温度计测量水浴的温度,为使受热均匀,试管不能接触到烧杯底部;
(2)苯的硝化反应是一个放热反应,所以在向混合酸中加入苯时要逐滴加入,边滴边振荡试管,以防止试管中液体冲出试管;
(3)混合酸与苯反应一段时间后,生成硝基苯以及部分未反应的苯,会浮在混合酸的上层,把反应后的混和液倒入盛有冷水的烧杯里,反应中未反应的苯会浮在水上层,混合酸溶于水,生成的硝基苯在水层的下方;
(4)在提纯硝基苯的过程中,硝基苯中有酸,能与碱反应,硝基苯有苯,与硝基苯互溶,根据分离两种不互溶和互溶的液体的方法进行操作;
(5)在本实验中如果实验温度过高会导致硝酸的分解、苯的挥发,会使准备产率降低,也会使部分其它有机物挥发到生成的硝基苯中,使硝基苯不纯,使得实验值高于理论值.

解答 解:(1)在水浴装置中为了精确控制实验温度,需要用温度计测量水浴的温度,为使受热均匀,试管不能接触到烧杯底部,所以在图中错误为缺少温度计、大试管接触烧杯底部,
故答案为:缺少温度计;大试管接触烧杯底部;
(2)苯的硝化反应是一个放热反应,所以在向混合酸中加入苯时要逐滴加入,边滴边振荡试管,使苯与混酸混合均匀同时也防止试管中液体冲出试管,
故答案为:使苯与混酸混合均匀、能及时移走反应产生的热量;
(3)混合酸与苯反应一段时间后,生成硝基苯以及部分未反应的苯,会浮在混合酸的上层,把反应后的混和液倒入盛有冷水的烧杯里,反应中未反应的苯会浮在水上层,混合酸溶于水,生成的硝基苯在水层的下方,所以上层呈浅黄色,其中主要物质是硝基苯、苯,把反应后的混和液倒入盛有冷水的烧杯里,搅拌,可以看到水底有浅黄色、苦杏仁味的液体,同时有无色、油状液体浮在水面,故选b、d,
故答案为:浅黄色;硝基苯、苯; b、d;
(4)在提纯硝基苯的过程中,硝基苯中有酸,能与碱反应,硝基苯有苯,与硝基苯互溶,所以操作步骤为:①水洗、分离;②将粗硝基苯转移到盛有氢氧化钠溶液的烧杯中洗涤、用分液漏斗进行分离;③水洗、分离;④干燥;⑤蒸馏,
故答案为:氢氧化钠溶液;分液漏斗;水洗、分离;蒸馏;
(5)在本实验中如果实验温度过高会导致硝酸的分解、苯的挥发,会使准备产率降低,也会使部分其它有机物挥发到生成的硝基苯中,使硝基苯不纯,使得实验值高于理论值,
故答案为:①温度过高引起硝酸的分解、苯的挥发;②温度过高,有其他能溶于硝基苯的产物生成.

点评 本题考查了实验室制备硝基苯的方法,注意根据实验基本操作和实验原理答题,题目难度中等.

练习册系列答案
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