Question

對(duì)硝基甲苯是醫(yī)藥、染料等工業(yè)的一種重要有機(jī)中間體，它常以濃硝酸為硝化劑、濃硫酸為催化劑，通過(guò)甲苯的硝化反應(yīng)制備。

 

一種新的制備對(duì)硝基甲苯的實(shí)驗(yàn)方法是：以發(fā)煙硝酸為硝化劑，固體NaHSO4為催化劑(可循環(huán)使用)，在CCl4溶液中，加入乙酸酐(有脫水作用)，45 ℃反應(yīng)1 h。反應(yīng)結(jié)束后，過(guò)濾，濾液分別用5% NaHCO3溶液、水洗至中性，再經(jīng)分離提純得到對(duì)硝基甲苯。

(1)上述實(shí)驗(yàn)中過(guò)濾的目的是_____________________________________。

(2)濾液在分液漏斗中洗滌靜置后，有機(jī)層處于________層(填“上”或“下”)；放液時(shí)，若發(fā)現(xiàn)液體流不下來(lái)，其可能原因除分液漏斗活塞堵塞外，還有_________________________________________________________。

(3)下列給出了催化劑種類及用量對(duì)甲苯硝化反應(yīng)影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

催化劑		硝化產(chǎn)物中各種異構(gòu)體質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)	總產(chǎn)率(%)
對(duì)硝基甲苯	鄰硝基甲苯	間硝基甲苯
濃H2SO4	1.0	35.6	60.2	4.2	98.0
1.2	36.5	59.5	4.0	99.8
NaHSO4	0.15	44.6	55.1	0.3	98.9
0.25	46.3	52.8	0.9	99.9
0.32	47.9	51.8	0.3	99.9
0.36	45.2	54.2	0.6	99.9

 

①NaHSO4催化制備對(duì)硝基甲苯時(shí)，催化劑與甲苯的最佳物質(zhì)的量之比為________。

②由甲苯硝化得到的各種產(chǎn)物的含量可知，甲苯硝化反應(yīng)的特點(diǎn)是_________________________________________________________。

③與濃硫酸催化甲苯硝化相比，NaHSO4催化甲苯硝化的優(yōu)點(diǎn)有________________、________________。

 

Answer 1

　(1)回收NaHSO4

(2)下　分液漏斗上口塞子未打開(kāi)

(3)①0.32　②甲苯硝化主要得到對(duì)硝基甲苯和鄰硝基甲苯

③在硝化產(chǎn)物中對(duì)硝基甲苯比例提高　催化劑用量少且能循環(huán)使用(凡合理答案均可)

【解析】　(1)由題給信息NaHSO4為固體催化劑，且可回收，過(guò)濾可回收NaHSO4。(2)反應(yīng)在比水重的CCl4中進(jìn)行，所以有機(jī)層在分液漏斗下層。使用分液漏斗要注意上口活塞要打開(kāi)。