Question

某同学在实验室以苯胺(密度：1.02g.mL^—1）和浓硫酸为原料制备对氨基苯磺酸( ），反应原理以及反应装置(加热及夹持仪器已省略）如下：

+H₂SO₄（浓）+H₂O

已知：100mL水在20C时可溶解对氨基苯磺酸1.08g，在100C时可溶解6.67g 。实验步骤：

I.在100mL三颈烧瓶中加入10mL苯胺及几粒沸石，将三颈烧瓶放入冷水中冷却，小心地加入20mL浓硫酸；

II.将三颈烧瓶置于加热装置中缓慢加热至170~180℃，维持此温度2~2.5h；

III.将反应液冷却至约50℃后，倒入盛有100mL冷水的烧杯中，用玻璃棒不断搅拌，促使晶体析出，抽滤，用少量冷水洗涤，得到对氨基苯磺酸粗产品；

VI.将粗产品用沸水溶解，冷却结晶，抽滤，收集产品，晾干得到16.2g对氨基苯磺酸。

回答下列问题：

(1)装置中，x的名称为______________    ，其作用是__________________    。

(2)步骤II中，“加热装置”是 ________    (填“油浴”或“水浴”)装置。

(3)步骤III中，需用少量冷水洗涤对氨基苯磺酸粗产品的原因是________________ 。

(4)步骤VI，冷却结晶过程中，若溶液颜色过深，可用__________(填一种吸附剂)脱色。

(5)本实验中对氨基苯磺酸的产率为__________(结果保留两位小数)。

Answer

球形冷凝管 冷凝回流 油浴 冷水中对氨基苯磺酸的溶解度小 活性炭 85.38%

【解析】

以苯胺和浓硫酸发生取代反应得到对氨基苯磺酸，实验中反应温度高，对氨基苯磺酸容易挥发散失，需要冷凝管起到冷凝回流的作用，冷却水应下进上出，反应温度为170~180℃，因为水浴加热的温度受水的沸点限制，故选择油浴加热，从而得到产品，产品经过洗涤干燥处理即可，再根据可计算对氨基苯磺酸的产率。

(1)X为有冷凝回流作用的球形冷凝管，可减少对氨基苯磺酸的损失，故答案为：球形冷凝管；冷凝回流；

(2)由于反应温度为170~180℃，而水浴加热的温度受水的沸点(100℃)限制，故选择油浴加热，故答案为：油浴；

(3)根据已知条件：100mL水在20C时可溶解对氨基苯磺酸1.08g，在100C时可溶解6.67g，则对氨基苯磺酸在冷水中的溶解度小，可减少对氨基苯磺酸溶解损失，故答案为：冷水中对氨基苯磺酸的溶解度小；

(4)活性炭可用于吸附色素，因此，在冷却结晶过程中，若溶液颜色过深，可用活性炭进行脱色，故答案为：活性炭；

(5)根据，可得苯胺的质量，根据方程式可知，n(对氨基苯磺酸)=n(苯胺)，再根据，可得对氨基苯磺酸的理论产量，氨基苯磺酸的实际产量为16.2g，则，故答案为：85.38%。