Question

相關物質性質如下表所示：

物質	熔點/℃	沸點/℃	相對密度(20℃)	毒性	水溶性
苯	5.5	80.1	0.8794	有	不溶于水
硝酸	－41.59	83	1.503		易溶于水
硝基苯	5.7	210.9	1.205	有	不溶于水

可供選擇的實驗用品：
①儀器：燒杯、大試管、鐵架臺(帶鐵圈)、石棉網、酒精燈、橡皮塞、玻璃管、溫度計、分液漏斗等。
②藥品：濃硝酸、稀硝酸、濃硫酸、稀硫酸、苯、5%NaOH溶液、蒸餾水等。
請參考以下實驗設計思路，討論并回答有關問題。
(2)選擇合適的實驗儀器及條件
①采用的加熱方式：
________________________________________________________________________，
其優點是
________________________________________________________________________。
②反應物均為________，采用________作反應器。
③反應過程中由于有易揮發的物質，為防止損失采用________，其兼起________作用。
④用________來控制________的溫度。
⑤請畫出實驗裝置簡圖。
(2)安排合理的實驗步驟
①按裝置圖組裝好實驗儀器。
②在大試管里，先加入1.5 mL濃硝酸和2 mL濃硫酸，搖勻，冷卻到50～60℃。
③再慢慢滴入1 mL苯，不斷輕輕搖動，使之混合均勻，塞好單孔塞。
④放在50～60℃的水浴中加熱10 min。
(3)產品提純
探究討論：①濃硝酸和濃硫酸的混合順序能否顛倒？為什么？
________________________________________________________________________。
②濃硫酸的作用是
________________________________________________________________________。

Answer 1

(1)①水浴加熱'便于控制溫度，受熱均勻'②液體'大試管'③長玻璃管'冷凝回流'④溫度計'水浴
⑤
(3)①不能。濃硝酸的密度比濃硫酸的小，若向濃硫酸中加濃硝酸，濃硝酸會浮在濃硫酸的表面上，濃硫酸溶于水放出大量熱，造成溶液局部沸騰，外濺造成事故
②催化劑、吸水劑

設計化學實驗的依據是化學原理。根據客觀條件設計切實可行且裝置簡單、操作方便的最佳方案。
從本題的反應原理知反應物均為液體且苯易揮發，濃硝酸受熱不穩定，苯及硝基苯均有毒，濃硫酸溶于水要放出大量的熱，因此對實驗要求較高，特別是對溫度的控制是影響整個實驗成敗的關鍵，采用水浴加熱是最佳的選擇，冷凝回流裝置也是提高實驗效果的有效措施。