8．實驗小組用如圖2所示的裝置制備硝基甲苯（為鄰硝基甲苯和對硝基甲苯的混合物），反應(yīng)原理、相關(guān)數(shù)據(jù)、實驗裝置如下：

                  對硝基甲苯            鄰硝基甲苯
密度/g•cm-3沸點/℃溶解性
甲苯0.866110.6不溶于水，易溶于硝基甲苯
對硝基甲苯1.286237.7不溶于水，易溶于液態(tài)烴
鄰硝基甲苯1.162222不溶于水，易溶于液態(tài)烴
實驗步驟：
①配制濃硫酸與濃硝酸體積比為1：3的混酸20mL；
②在三頸瓶中加入10mL甲苯（約為0.094mol）；
③按圖2所示連接裝置實驗；
④向三頸瓶中加入混酸，并不斷攪拌（磁力攪拌器已略去）；
⑤控制溫度約為50℃，反應(yīng)一段時間后，三頸瓶底有大量淡黃色油狀液體出現(xiàn)；
⑥分離出硝基甲苯．
請回答下列問題：
（1）配制20mL混酸的操作是將15ml的濃硝酸倒入燒杯中，再沿?zé)瓋?nèi)壁注入5mL濃硫酸，邊加邊攪拌；
（2）裝置A的名稱為球形冷凝管冷卻時水應(yīng)該從a（填a或b）口流入，控制反應(yīng)溫度約為50℃，常用的方法為水浴加熱
（3）分離產(chǎn)品的方案如下：

①操作Ⅰ的名稱為分液操作Ⅵ的名稱為蒸餾
②操作Ⅲ中加入5%NaOH溶液的目的是除去硝基甲苯中的硫酸和硝酸操作Ⅴ中加入無水CaCl2的目的是干燥硝基甲苯
（4）當(dāng)產(chǎn)率達(dá)到為10%時，則生成硝基甲苯的總質(zhì)量是1.3g（保留一位小數(shù)）

分析 制備一硝基甲苯：先配制混合溶液（即混酸）共20mL，因反應(yīng)液體沸點較低，加熱時容易發(fā)生暴沸，所以在三頸瓶中加入沸石，然后加入10ml甲苯（易揮發(fā)沸點為110.6℃），再向三頸瓶中加入混酸，水�。ㄋ姆悬c100℃）目的能均勻加熱，且便于控制反應(yīng)速率，溫度約為50℃，反應(yīng)大約10min，三頸瓶底有大量淡黃色油狀液體出現(xiàn)；兩種一硝基化合物都為有機(jī)物，所以只能利用它們沸點的不同采用蒸餾的方法分離，經(jīng)提純最終得到純凈的一硝基甲苯．
（1）混合溶液的配制可參照濃硫酸的稀釋．
（2）裝置A是為了將蒸汽冷卻為液體再回流到三頸瓶中，冷凝水的流向通常與蒸汽的流向相反，這樣保證能更充分交換熱量，確保蒸汽充分冷凝；為方便控制溫度通常不直接采用酒精燈加熱，改用間接加熱的方式加熱；
（3）①因為分離得到的是無機(jī)和有機(jī)兩種液體，而有機(jī)物和無機(jī)物是不相溶的，因此方法是分液；分離兩種一硝基化合物只能利用它們沸點的不同，因此采用蒸餾的方法；
②經(jīng)過操作Ⅰ分液得到的有機(jī)混合物中仍混有無機(jī)酸，可借助酸堿中和將它們轉(zhuǎn)化為易溶于的鹽，然后用水洗滌除去，加CaCl2的作用可考慮從CaCl2具有吸水性方面考慮；
（4）根椐化學(xué)變化中原子守恒規(guī)律，先計算出實驗中生成硝基甲苯的理論產(chǎn)量，再根據(jù)產(chǎn)率計算實際產(chǎn)量．

解答 解：（1）配制混合溶液時，操作流程與濃硫酸的稀釋一樣，分別量取5 mL和15mL的濃硫酸和濃硝酸，將濃硝酸倒入燒杯中，濃硫酸沿著燒杯內(nèi)壁緩緩注入，并不斷攪拌，配制混合溶液（即混酸）共20mL，故答案為：將15mL濃硝酸注入燒杯中，再沿?zé)瓋?nèi)壁注入5mL濃硫酸，邊加邊攪拌；
（2）裝置球形A為冷凝管用于將蒸汽冷卻為液體再回流到三頸瓶中，蒸餾時，冷卻水從冷凝管的下口通入，上口流出，可使冷凝管充滿冷水而進(jìn)行充分冷卻，所以冷卻水從冷凝管的a端進(jìn)入，用酒精燈直接加熱很能控制溫度約為50℃，可利用水浴加熱并通過溫度計控制水的溫度，故答案為：球形冷凝管；a；水浴加熱；
（3）①最初的混合液為無機(jī)和有機(jī)兩種液體混合物，彼此間不相溶，可選擇分液的方法進(jìn)行分離；進(jìn)行操作Ⅵ時分離的是兩種一硝基化合物，彼此混溶，只能利用它們沸點的不同，采用蒸餾的方法分離，故答案為：分液；蒸餾；
②操作Ⅰ分液得到的有機(jī)混合物中仍混有硫酸和硝酸，可利用5%氫氧化鈉溶液中和二種酸，再用水洗滌生成的鹽就可以了，一硝基苯中混有少量水，因CaCl2具有吸水性，可加CaCl2吸水，達(dá)到干燥的目的，故答案為：除去硝基甲苯中的硫酸和硝酸；干燥硝基甲苯；
（4）根椐原子守恒，理論上0.094mol的甲苯可以得到0.094mol的硝基甲苯，質(zhì)量為0.094mol×137g/mol=12.9g，因產(chǎn)率為10%，實際硝基甲苯的質(zhì)量為12.9g×
10%=1.3g，故答案為：1.3g．

點評 本題主要考查一硝基甲苯的制備，涉及實驗流程、產(chǎn)率的計算等知識，明確物質(zhì)的制備原理即流程的意義與目的為解答此類題的關(guān)鍵，充分考查了學(xué)生靈活應(yīng)用所學(xué)知識的能力，題目難度中等．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

2．在3Cl2+8NH3═6NH4Cl+N2的反應(yīng)中，氧化劑是Cl2，還原產(chǎn)物是NH4Cl，氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為3：2，用雙線橋法表示反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的情況．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：選擇題

3．現(xiàn)有Fe2O3和Fe3O4組成的混合物W g，將其投入到V mL 5mol/L的鹽酸中，再加入22.4g鐵粉，固體恰好完全溶解，收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體4480mL，向反應(yīng)后溶液中滴加KSCN溶液，無顏色變化，下列推斷正確的是（　�。�
A．轉(zhuǎn)移電子為1.0molB．W可能等于48.8
C．V可能等于360D．發(fā)生的反應(yīng)均為氧化還原反應(yīng)

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

20．在反應(yīng)S+2KNO3+3C═K2S+N2↑+3CO2↑中，氧化劑是S、KNO3，還原劑是C，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為12e-．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

3．工業(yè)上用重晶石（BaSO4）制備其他鋇鹽的常用方法主要有高溫煅燒還原法、沉淀轉(zhuǎn)化法等．
I． 高溫煅燒還原法
工業(yè)上利用重晶石高溫煅燒還原法制備BaCl2的工藝流程圖如下：

某研究小組在實驗室用重晶石（主要成分BaSO4）對工業(yè)過程進(jìn)行模擬實驗．查表得：
BaSO4（s）+4C（s）$\stackrel{高溫}{?}$4CO（g）+BaS（s）△H1=+571.2kJ•mol-1     ①
BaSO4（s）+2C（s）$\stackrel{高溫}{?}$2CO2（g）+BaS（s）△H2=+226.2kJ•mol-1     ②
（1）氣體用過量NaOH溶液吸收，得到硫化鈉．Na2S水解的離子方程式為：S2-+H2O?HS-+OH-、HS-+H2O?H2S+OH-．
（2）反應(yīng)C（s）+CO2（g）$\stackrel{高溫}{?}$2CO（g）的△H=+172.5kJ•mol-1．
（3）實際生產(chǎn)中必須加入過量的炭，同時還要通入空氣，其目的可能是使BaSO4得到充分的還原（或提高BaS的產(chǎn)量），①②為吸熱反應(yīng)，炭和氧氣反應(yīng)放熱維持反應(yīng)所需高溫．
II．沉淀轉(zhuǎn)化法
（4）已知KSP（ BaSO4）=1.0×10-10，KSP（ BaCO3）=2.5×10-9．某同學(xué)設(shè)想用飽和Na2CO3溶液和鹽酸將BaSO4轉(zhuǎn)化成BaCl2，若用10L Na2CO3溶液一次性溶解并完全轉(zhuǎn)化1.0mol BaSO4（溶液體積變化可忽略不計），則該轉(zhuǎn)化過程的離子方程式為BaSO4（s）+CO32-（aq）?BaCO3（s）+SO42-； 反應(yīng)的平衡常數(shù)K=0.04；Na2CO3溶液的最初濃度不得低于1.25×10-3．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

13．4，7-二甲基香豆素（熔點：132.6℃）是一種重要的香料，廣泛分布于植物界中，由間-甲苯酚為原料的合成反應(yīng)如下：
+CH3COCHCOOC2H5$→_{10℃攪拌12h}^{濃H_{2}SO_{4}}$
實驗裝置圖如下：

主要實驗步驟：
步驟1．向裝置a中加入60mL濃硫酸，并冷卻至0℃以下，攪拌下滴入間-甲苯酚30mL（0.29mol）和乙酰乙酸乙酯26.4mL （0.21mol）的混合物．
步驟2．保持在10℃下，攪拌12h，反應(yīng)完全后，將其倒入冰水混合物中，然后抽濾、水洗得粗產(chǎn)品
步驟3．粗產(chǎn)品用乙醇溶解并重結(jié)晶，得白色針狀晶體并烘干，稱得產(chǎn)品質(zhì)量為33.0g．
（1）圖中儀器名稱：a三頸燒瓶．
（2）簡述裝置b中將活塞上下部分連通的目的平衡上下氣壓，使漏斗中液體順利流下．
（3）濃H2SO4需要冷卻至0℃以下的原因是防止?jié)饬蛩釋⒂袡C(jī)物氧化和炭化．
（4）反應(yīng)需要攪拌12h，其原因是使反應(yīng)物充分接觸反應(yīng)，提高反應(yīng)產(chǎn)率．
（5）本次實驗產(chǎn)率為90.3%．
（6）實驗室制備乙酸乙酯的化學(xué)反應(yīng)方程式CH3CH2OH+CH3COOH$?_{△}^{濃H_{2}SO_{4}}$CH3COOCH2CH3+H2O，用碳酸鈉溶液（填藥品名稱）收集粗產(chǎn)品，用分液漏斗（填操作名稱）的方法把粗產(chǎn)品分離．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

20．已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素，它們的核電荷數(shù)依次增加．其中A與B、A與D在周期表中位置相鄰，A原子核外有兩個未成對電子，B元素的第一電離能比同周期相鄰兩個元素都大，C原子在同周期原子中半徑最大（稀有氣體除外）；E與C位于不同周期，E原子核外最外層電子數(shù)與C相同，其余各層電子均充滿．請根據(jù)以上信息，回答下列問題：（答題時A、B、C、D、E用所對應(yīng)的元素符號表示）
（1）A、B、C、D四種元素電負(fù)性由大到小排列順序為N＞C＞Si＞Na
（2）C形成的晶體中，其微粒堆積方式為體心立方密堆積；
（3）D單質(zhì)的熔點很高，可用作計算機(jī)的核心部件，但會被氫氧化鈉溶液腐蝕，其腐蝕的離子方程式為：Si+2OH-+H2O═SiO32-+2H2↑；D的氧化物在通訊方面有重要用途，90克D的氧化物中含共價鍵的數(shù)目為6NA．
（4）E核外電子排布式是1s22s22p63s23p63d104s1，E的某種化合物的結(jié)構(gòu)如圖所示，則此化合物中各種粒子間的相互作用力有離子鍵、共價鍵、配位鍵、氫鍵．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：選擇題

17．下列關(guān)于苯（ ）的說法中正確的是（　�。�
A．分子組成符合通式CnH2n+2
B．分子中含有3個C-C鍵和3個C=C鍵
C．在空氣中燃燒時產(chǎn)生較多的黑煙
D．苯中加入溴水后溴水層顏色變淺，這是發(fā)生了加成反應(yīng)

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：選擇題

18．下列離子中最外層電子數(shù)為8的是（　�。�
A．Ga3+B．Ti4+C．Cu+D．Li+

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同步練習(xí)冊答案