Question

4．硝基苯是一种重要的化工原料，其制备原理是：
+HO-NO₂$→_{50～60℃}^{H_{2}SO_{4}}$+H₂O△H＜0
在温度稍高的情况下会生成副产物间二硝基苯：
+HO-NO₂$→_{△}^{H_{2}SO_{4}}$+H₂O
请将下列制备硝基苯的实验内容填写完整：
（1）混酸的配制：取100mL烧杯，用浓硫酸20mL、浓硝酸18mL配制混酸，其操作过程为在100mL的烧杯中先加入18mL浓硝酸，然后缓慢加入20mL浓硫酸，不断搅拌，冷却到50～60℃．
（2）安装反应装置：按图所示安装实验装置，在这个实验中冷凝管的作用是冷凝回流，防止苯和硝酸挥发．
（3）反应步骤：①把18mL的苯加入到三颈瓶中，将混酸加入到分液漏斗中，逐滴滴加混酸，边滴加边搅拌，这样做的目的是防止反应进行得过快，使温度升高得过快，增加反应的副产物．
②混酸滴加完毕后，在加热搅拌的条件下反应半小时．控制加热温度的方法是水浴加热．
③分离和提纯：除去产物中没有反应的酸，可在产物中加入碱溶液，然后用分液漏斗分液，下层物质为粗产品．除去硝基苯中没有反应的苯和生成的副产物的简便方法是（填方法名称）蒸馏．

Answer 1

分析 （1）根据浓硫酸溶于水放出大量的热，且浓硫酸的密度大于硝酸，从实验安全的角度答题；
（2）备硝基苯的反应为放热反应，反应物硝酸、苯都是易挥发的物质，为了提高反应物的转化率，对反应物要冷凝回流；
（3）①备硝基苯的反应为放热反应，反应过快反应温度升高快，会发生副反应生成副产物间二硝基苯，所以要通过控制滴加反应物的量来控制反应速率；
②反应要控制在50～60℃，可以通过水浴加热的方法；
③硝基苯的密度大于水，据此判断粗产品的位置，苯和硝基苯及间二硝基苯互溶但它们的沸点不同，据此可以确定除去硝基苯中没有反应的苯和生成的副产物的简便方法．

解答 解：（1）根据浓硫酸溶于水放出大量的热，且浓硫酸的密度大于硝酸，从实验安全的角度可知，混酸的配制操作过程为在100 mL 的烧杯中先加入18 mL 浓硝酸，然后缓慢加入20 mL 浓硫酸，不断搅拌，冷却到50～60℃，
故答案为：在100 mL 的烧杯中先加入18 mL 浓硝酸，然后缓慢加入20 mL 浓硫酸，不断搅拌，冷却到50～60℃；
（2）备硝基苯的反应为放热反应，反应物硝酸、苯都是易挥发的物质，为了提高反应物的转化率，对反应物要冷凝回流，所以实验中冷凝管的作用是冷凝回流，防止苯和硝酸挥发，
故答案为：冷凝回流，防止苯和硝酸挥发；
（3）①备硝基苯的反应为放热反应，反应过快反应温度升高快，会发生副反应生成副产物间二硝基苯，所以要通过控制滴加反应物的量来控制反应速率，故逐滴滴加混酸，边滴加边搅拌，这样做的目的是防止反应进行得过快，使温度升高得过快，增加反应的副产物，
故答案为：防止反应进行得过快，使温度升高得过快，增加反应的副产物；
②反应要控制在50～60℃，可以通过水浴加热的方法，
故答案为：水浴加热；
③硝基苯的密度大于水，所以粗产品在下层，苯和硝基苯及间二硝基苯互溶但它们的沸点不同，所以除去硝基苯中没有反应的苯和生成的副产物的简便方法是蒸馏，
故答案为：下；蒸馏．

点评 本题主要考查硝基苯的制备、提纯，难度中等，答题时注意有机物性质与实验基本操作的灵活应用．