Question

【題目】—硝基甲苯是一種重要的工業原料，某化學學習小組設計如圖所示裝置制備一硝基甲苯（包括對硝基甲苯和鄰硝基甲苯）

實驗步驟如下：

①配制濃硫酸和濃硝酸的混合物（混酸）；

②在三頸燒瓶里裝15 mL甲苯（密度為0.866 g·cm－3）；

③裝好其他藥品，并組裝好儀器；

④向三頸燒瓶中加入混酸，并不斷攪拌；

⑤控制溫度，大約反應10分鐘至三頸燒瓶底有大量液體（淡黃色油狀）出現；

⑥分離出一硝基甲苯，經提純最終得到一硝基甲苯共15 g．

根據上述實驗，回答下列問題：

（1）本實驗的關鍵是控制溫度在30℃左右，如果溫度過高，則會產生__________等副產品（填物質名稱）

（2）簡述配制混酸的方法：____________________．

（3）A儀器名稱是__________，進水口是__________．

（4）寫出甲苯與混酸反應生成對硝基甲苯的化學方程式：___________________________．

（5）分離產品方案如下：

操作2的名稱是___________．經測定，產品2的核磁共振氫譜中有5個峰，它的名稱為___________．

（6）本實驗中一硝基甲苯的產率為___________ （結果保留三位有效數字）

Answer 1

【答案】（1）二硝基甲苯、三硝基甲苯（只答三硝基甲苯也給分）（2分）

（2）取一定量濃硝酸于燒杯中，向燒杯里緩緩注入濃硫酸，并用玻璃棒不斷攪拌（2分）

（3）（球形）冷凝管（1分）a（1分）

（4）（2分）

（5）蒸餾（1分）鄰硝基甲苯（1分）

（6）77.5％（2分）

【解析】試題分析：（1）因為甲苯可以和濃硝酸反應生成一硝基甲苯或二硝基甲苯、三硝基甲苯，溫度升高，會產生更多的二硝基甲苯或三硝基甲苯等雜質。（2）濃硫酸和濃硝酸的混合注意濃硫酸加入到濃硝酸中，具體過程為取一定量濃硝酸于燒杯中，向燒杯里緩緩注入濃硫酸，并用玻璃棒不斷攪拌。（3）儀器A為（球形）冷凝管，從a進水。（4）甲苯和硝酸反應生成對硝基甲苯和水，方程式為：。（5）分離互溶的有機混合物只能利用沸點不同分離，采用蒸餾的方法。鄰硝基甲苯的核磁共振氫譜有5個峰。 （6）甲苯的質量為15×0.866=13克，根據方程式分析理論產生的硝基甲苯的質量為137×13/92=19.4克，則產率為15/19.4=×77.5％。