Question

某科学小组制备硝基苯的实验装置如图：

有关数据列如下表。己知存在的主要副反应有：在温度稍高的情况下会生成间二硝基苯。

物质	熔点/℃	沸点/℃	密度/g·cm^-3	溶解性
苯	5.5	80	0.88	微溶于水
硝基苯	5.7	210.9	1.205	难溶于水
间二硝基苯	89	301	1.57	微溶于水
浓硝酸		83	1.4	易溶于水
浓硫酸		338	1.84	易溶于水

实验步骤如下：

①取100mL烧杯，用20mL浓硫酸与足量浓硝酸配制混和酸，将混合酸小心加入B中。把18mL(15.84g)苯加入A中。向室温下的苯中逐滴加入混酸，边滴边搅拌，混和均匀。在50～60℃下发生反应，直至反应结束。

②将反应液冷却至室温后倒入分液漏斗中，依次用少量水、5%Na0H溶液和水洗涤。分出的产物加入无水CaCl₂颗粒，静置片刻，弃去CaCl₂，进行蒸馏纯化，收集205～210℃馏分，得到纯硝基苯18g。

回答下列问题：

(1)仪器A的名称是_____，图中装置C的作用是_____。

(2)制备硝基苯的化学方程式_____。

(3)配制混合酸时，能否将浓硝酸加入到浓硫酸中______(“是”或“否”)，说明理由：_____。

(4)为了使反应在50～60℃下进行，常用的方法是_____。反应结束并冷却至室温后A中液体就是粗硝基苯，粗硝基苯呈黄色的原因是_____(用化学方程式说明)。

(5)本实验所得到的硝基苯产率是_____(保留两位有效数字)。

Answer

三颈烧瓶 冷凝回流，提高反应物的转化率 +HO-NO2 +H2O 否 液体容易飞溅 水浴加热 4HNO3=4NO2↑+O2↑+2H2O 72%

【解析】

苯和硝酸在浓硫酸的作用下，可制得硝基苯，该反应要使用水浴加热的方法将温度控制在50℃～60℃下进行反应，配制混合酸时，将浓硫酸加入到浓硝酸中，防止导致液体迸溅，反应物浓硝酸不稳定，受热易分解，据此分析产物中的杂质；产率=×100%。

(1)根据仪器的构造可判断装置A的名称是三颈烧瓶；硝酸和苯的沸点都较低，易挥发，装置C是冷凝管，所以装置C的作用是冷凝回流，提高反应物的转化率；

(2)苯和硝酸在浓硫酸的作用下，可制得硝基苯，制备硝基苯的化学方程式+HO-NO2 +H2O；

(3)配制混合酸时，不能将浓硝酸加入到浓硫酸中，因为浓硝酸的密度低于浓硫酸，且浓硝酸的沸点较低，浓硫酸溶于水放出大量的热，若将浓硝酸加入到浓硫酸中，混合放出的热量使硝酸沸腾，导致液体迸溅；

(4)为了使反应在50℃～60℃下进行，常用的方法是水浴加热，便于控制温度；反应结束并冷却至室温后A中液体就是粗硝基苯，反应物中，浓硝酸受热易分【解析】
4HNO3=4NO2↑+O2↑+2H2O，粗硝基苯溶有二氧化氮或硝酸等杂志而呈黄色；

(5)根据反应+HO-NO2 +H2O，苯完全反应生成硝基苯的理论产量为15.84×g，故硝基苯的产率=×100% =×100%=72%。