Question

12．乙酰苯胺是一種白色有光澤片狀結(jié)晶或白色結(jié)晶粉末，是磺胺類(lèi)藥物的原料，可用作止痛劑、退熱劑、防腐劑和染料中間體．乙酰苯胺的制備原理為：+CH₃COOH?+H₂O
實(shí)驗(yàn)參數(shù)：

名稱	式量	性狀	密度/g/cm3	沸點(diǎn)/℃	溶解度
苯 胺	93	無(wú)色油狀液體，具有還原性	1.00	184.4	微溶于水	易溶于乙醇、乙醚等
乙 酸	60	無(wú)色液體	1.05	118.1	易溶于水	易溶于乙醇、乙醚
乙酰苯胺	135	白色晶體	1.22	304	微溶于冷水，溶于熱水	易溶于乙醇、乙醚

實(shí)驗(yàn)裝置：（見(jiàn)圖）
注：刺形分餾柱的作用相當(dāng)于二次蒸餾，用于沸點(diǎn)差別不太大的混合物的分離
實(shí)驗(yàn)步驟：
步聚1：用移液管在圓底燒瓶中加入無(wú)水苯胺13.95mL，冰醋酸27.60mL，鋅粉0.15g，安裝儀器，加入沸石，給反應(yīng)器均勻加熱，使反應(yīng)液在微沸狀態(tài)下回流，調(diào)節(jié)加熱溫度，使柱頂溫度控制在105℃左右，反應(yīng)約60～80min，反應(yīng)生成的水及少量醋酸被蒸出，當(dāng)反應(yīng)基本完成時(shí)，停止加熱．
步聚2：在攪拌下，趁熱將燒瓶中的物料以細(xì)流狀倒入盛有100mL冰水的燒杯中，劇烈攪拌，并冷卻燒杯至室溫，粗乙酰苯胺結(jié)晶析出，抽濾、洗滌、干燥，得到乙酰苯胺粗品．
步聚3：將此粗乙酰苯胺進(jìn)行重結(jié)晶，待結(jié)晶完全后抽濾，盡量壓干濾餅．產(chǎn)品放在干凈的表面皿中晾干，稱重，計(jì)算產(chǎn)率．
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）步驟1中所選圓底燒瓶的最佳規(guī)格為A．
A．50mL B．100mL C．150mL
實(shí)驗(yàn)中加入鋅粉的目的是防止苯胺在反應(yīng)過(guò)程中被氧化．
（2）為何要控制分餾柱上端的溫度在105^?C左右不斷分出反應(yīng)過(guò)程中生成的水，促進(jìn)反應(yīng)正向進(jìn)行，提高生成物的產(chǎn)率．
（3）為了受熱均勻，便于控制溫度，步聚1加熱可采用油浴加熱，步聚2中結(jié)晶時(shí)，若冷卻后仍無(wú)晶體析出，可采用的方法是用玻璃棒摩擦容器內(nèi)壁（或投入晶種或用冰水冷卻）．
（4）洗滌乙酰苯胺粗品最合適的試劑是C．
A． 先用冷水洗，再用熱水洗     B． 用少量熱水洗   C． 用少量冷水洗        D． 用酒精洗
（5）步驟2得到的粗品中因含有某些雜質(zhì)而顏色較深，步驟3重結(jié)晶的操作是：將粗品用熱水溶解，加入活性炭0.1g，煮沸進(jìn)行脫色，趁熱過(guò)濾，再將濾液冷卻結(jié)晶．
（6）該實(shí)驗(yàn)最終得到純品13.5克，則乙酰苯胺的產(chǎn)率是66.7%．（結(jié)果保留一位小數(shù)）

Answer 1

分析 （1）在圓底燒瓶中加入無(wú)水苯胺13.95mL，冰醋酸27.60mL，50mL圓底燒瓶為佳；考慮苯胺易被氧化；
（2）水的沸點(diǎn)是100℃，加熱至105℃左右，就可以不斷分出反應(yīng)過(guò)程中生成的水，促進(jìn)反應(yīng)正向進(jìn)行；
（3）由于步聚1加熱的溫度在105℃左右，而沸騰的水溫度為100℃，不能達(dá)到該溫度，所以步驟1可用油浴加熱的方法；
步聚2中結(jié)晶時(shí)，若冷卻后仍無(wú)晶體析出，可采用的方法是用玻璃棒摩擦容器內(nèi)壁（或投入晶種或用冰水冷卻）的方法實(shí)現(xiàn)結(jié)晶；
（4）由于乙酰苯胺微溶于冷水，溶于熱水，所以洗滌粗品最合適的試劑是用少量冷水洗，以減少因洗滌造成的損耗；
（5）避免過(guò)濾過(guò)程中損失，趁熱過(guò)濾；
（6）計(jì)算苯胺、乙酸的物質(zhì)的量，判斷反應(yīng)物過(guò)量問(wèn)題，根據(jù)不足量的物質(zhì)計(jì)算乙酰苯胺的理論產(chǎn)量，進(jìn)而計(jì)算乙酰苯胺的產(chǎn)率．

解答 解：（1）在圓底燒瓶中加入無(wú)水苯胺13.95mL，冰醋酸27.60mL，體積共為41.55mL，圓底燒瓶需50m的；由于苯胺不穩(wěn)定，容易被空氣中的氧氣氧化為硝基苯，加入還原劑Zn粉，可以防止苯胺在反應(yīng)過(guò)程中被氧化；
故答案為：A；防止苯胺在反應(yīng)過(guò)程中被氧化；
（2）水的沸點(diǎn)是100℃，加熱至105℃左右，就可以不斷分出反應(yīng)過(guò)程中生成的水，促進(jìn)反應(yīng)正向進(jìn)行，提高生成物的產(chǎn)率；
故答案為：不斷分出反應(yīng)過(guò)程中生成的水，促進(jìn)反應(yīng)正向進(jìn)行，提高生成物的產(chǎn)率；
（3）由于步聚1加熱的溫度在105℃左右，而沸騰的水溫度為100℃，不能達(dá)到該溫度，所以步驟1可用油浴加熱的方法；
步聚2中結(jié)晶時(shí)，若冷卻后仍無(wú)晶體析出，可采用的方法是用玻璃棒摩擦容器內(nèi)壁（或投入晶種或用冰水冷卻）的方法實(shí)現(xiàn)結(jié)晶；
故答案為：油��；用玻璃棒摩擦容器內(nèi)壁（或投入晶種或用冰水冷卻）；
（4）由于乙酰苯胺微溶于冷水，溶于熱水，易溶于乙醇、乙醚，所以洗滌粗品最合適的試劑是用少量冷水洗，以減少因洗滌造成的損耗；
故答案為：C；
（5）步驟2得到的粗品中因含有某些雜質(zhì)而顏色較深，步驟3重結(jié)晶的操作是：將粗品用熱水溶解，加入活性炭0.1g，煮沸進(jìn)行脫色，趁熱過(guò)濾減少晶體的損耗，再將濾液冷卻結(jié)晶；
故答案為：趁熱過(guò)濾；
（6）n（苯胺）=（13.95mL×1g/mL）÷93g/mol=0.15mol，n（乙酸）=（ 27.60mL×1.05g/ml）÷60g/mol=0.483mol，二者按1：1反應(yīng)，由于乙酸的物質(zhì)的量大于苯胺的物質(zhì)的量，所以產(chǎn)生乙酰苯胺的物質(zhì)的量要以不足量的苯胺為原料為標(biāo)準(zhǔn)，乙酰苯胺的理論產(chǎn)量為0.15mol，而實(shí)際產(chǎn)量n（乙酰苯胺）=13.5g÷135g/mol=0.1mol，所以乙酰苯胺的產(chǎn)率為（0.1mol÷0.15mol）×100%=66.7%；
故答案為：66.7%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查有機(jī)物的合成實(shí)驗(yàn)、基本操作、實(shí)驗(yàn)條件的控制與分析評(píng)價(jià)等，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)，難度中等．