题目内容
【题目】某同学设计如图所示装置制备一硝基甲苯。
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实验步骤如下:
①配制浓硫酸和浓硝酸(按体积比1∶3)的混合物(混酸);
②在三颈瓶里装15 mL甲苯;
③装好其他药品,并组装好仪器;
④向三颈瓶中加入混酸,并不断搅拌;
⑤控制温度,大约反应10分钟至三颈瓶底有大量液体(淡黄色油状)出现;
⑥分离出一硝基甲苯。(已知:甲苯的密度为0.866 g·cm-3,沸点为110.6 ℃;硝基苯的密度为1.20 g·cm-3,沸点为210.9 ℃)
根据上述实验,回答下列问题:
(1)实验方案中缺少一个必要的仪器,它是________。本实验的关键是控制温度在30 ℃左右,如果温度过高,产生的后果是__________________________。
(2)简述配制混酸的方法:________________________________,浓硫酸的作用是_________________。
(3)L仪器名称是________,进水口是________。
(4)写出甲苯与混酸反应生成对硝基甲苯的化学方程式:______________,反应类型为:________。
(5)分离产品方案如下:
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操作1的名称是________。
(6)经测定,产品1的核磁共振氢谱中有3个峰,则其结构简式为________________。
【答案】温度计 生成二硝基甲苯、三硝基甲苯(或有副产物生成) 取一定量浓硝酸于烧杯中,向烧杯里缓缓注入浓硫酸,并用玻璃棒不断搅拌 催化剂、吸水剂 冷凝管 b
取代反应(或硝化反应) 分液
【解析】
(1)根据实验步骤,步骤⑤中需要控制温度,因此方案中缺少一个必要的仪器为温度计;本实验的关键是控制温度在30 ℃左右,如果温度过高,会产生副产物,如二硝基甲苯、三硝基甲苯等,故答案为:温度计;生成二硝基甲苯、三硝基甲苯等副产物(或有副产物生成);
(2)浓硫酸的密度大于硝酸,浓硝酸中有水,浓硫酸溶于水会放热,所以配制混合酸的方法是:量取浓硝酸倒入烧杯中,再量取浓硫酸沿烧杯内壁缓缓注入烧杯,并不断用玻璃棒搅拌,实验中浓硫酸是催化剂和吸水剂,故答案为:量取一定量浓硝酸倒入烧杯中,再量取浓硫酸沿烧杯内壁缓缓注入烧杯,并用玻璃棒不断搅拌;催化剂和吸水剂;
(3)根据装置图可知,仪器L是直形冷凝管,用于冷凝回流,为了充分利用原料,提高生成物的产量,水流方向为逆流,进水口为b,故答案为:冷凝管;b;
(4)甲苯与混酸加热发生取代反应,生成对硝基甲苯和水,反应的化学方程式为
,故答案为:
;取代反应;
(5)根据流程图,经过操作1将混合液分成了有机混合物(主要含有一硝基甲苯)和无机混合物(主要含有硫酸),由于一硝基甲苯难溶于水,与硫酸溶液分层,因此操作1为分液,故答案为:分液;
(6)产品中含有一硝基甲苯,产品1的核磁共振氢谱中有3个峰,则其结构简式为
,故答案为:
。
【题目】下述实验方案能达到实验目的的是( )
编号 | A | B | C | D |
实验方案 |
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实验目的 | 实验室制备乙酸乙酯 | 分离乙酸和水 | 验证溴乙烷在氢氧化钠乙醇溶液中发生消去反应产生的乙烯 | 收集乙烯并验证它与溴水发生加成反应 |
A. A B. B C. C D. D