Question

（14分）常见的一硝基甲苯有对硝基甲苯和邻硝基甲苯两种，均可用于合成各种染料。某探究小组利用下列反应和装置制备一硝基甲苯。

实验中可能用到的数据：

	密度/g∙cm-3	沸点/℃	溶解性
甲苯	0．866	110．6	不溶于水，易溶于硝基甲苯
对硝基甲苯	1．286	237．7	不溶于水，易溶于液态烃
邻硝基甲苯	1．162	222	不溶于水，易溶于液态烃

实验步骤：①浓硫酸与浓硝酸按体积比1：3配制混合溶液（即混酸）共40 mL；

②在三颈瓶中加入13g甲苯（易挥发），按图所示装好药品和其他仪器；

③向三颈瓶中加入混酸；

④控制温度约为50℃，反应大约10 min，三颈瓶底有大量淡黄色油状液体出现；

⑤分离出一硝基甲苯，经提纯最终得到纯净的一硝基甲苯共15 g。

请回答下列问题：

（1）实验前需要在三颈瓶中加入少许________，目的是____________________。

（2）冷凝管的作用是_________；冷却水从冷凝管的_______（填“a”或“b”）端进入。

（3）仪器A的名称是________，使用该仪器前必须进行的操作是_________________。

（4）分离反应后产物的方案如下：

其中，操作1的名称为________，操作2必需的玻璃仪器有酒精灯、温度计、锥形瓶、牛角管（尾接管）和________________、_________________。

（5）该实验中一硝基甲苯的产率为________（保留三位有效数字）。

Answer

（14分）（1）沸石（或碎瓷片）（1分） 防止爆沸（1分）

（2）冷凝回流（1分） a（1分）

（3）分液漏斗（1分）；检查是否漏液（1分）；

（4）分液（2分） 蒸馏烧瓶（2分） 冷凝管（2分）

（5）77．5%（2分）。

【解析】

试题分析：（1）液体混合物加热，为了液面剧烈跳动，防止暴沸，实验前需要在三颈瓶中加入少许碎瓷片。（2）冷凝管的作用是冷凝回流，防止反应物蒸发，提高原料的利用率；为了增强冷凝效果，冷却水要从下口a加入，从上口b流出。（3）仪器A的名称是分液漏斗；分液漏斗使用前必须进行的操作是检查是否漏液；（4）互不相溶的两层液体混合物分离的方法是分液；操作2是分离沸点不同的液体混合物的方法，应该是蒸馏的方法。必需的玻璃仪器有酒精灯、温度计、锥形瓶、牛角管（尾接管）和蒸馏烧瓶、冷凝管。（5）13g甲苯的物质的量是n(甲苯)=m÷M=13g÷92g/mol=0．141mol，则反应产生的一硝基甲苯的质量是m(一硝基甲苯)= 0．141mol×137g/mol=19．18g, 实际产生的一硝基甲苯质量是15 g，所以该物质的产率是（15 g÷19．32 g）×100％=77．5%。

考点：考查化学操作的目的、仪器的使用、物质产率的计算的知识。