Question

【題目】苯胺是重要的化工原料。某興趣小組在實驗室里進行苯胺的相關(guān)實驗。

已知：①和NH3相似，與鹽酸反應(yīng)生成易溶于水的鹽

②用硝基苯制取苯胺的反應(yīng)原理：+3Sn+12HCl+3SnCl4+4H2O

③有關(guān)物質(zhì)的部分物理性質(zhì)見下表：

I．比較苯胺與氨氣的性質(zhì)

（1）將分別蘸有濃氨水和濃鹽酸的玻璃棒靠近，產(chǎn)生白煙，反應(yīng)的化學(xué)方程式為____；用苯胺代替濃氨水重復(fù)上述實驗，卻觀察不到白煙，原因是____。

Ⅱ.制備苯胺

往圖1所示裝置（夾持裝置略，下同）的冷凝管口分批加入20mL濃鹽酸（過量），置于熱水浴中回流20min，使硝基苯充分還原；冷卻后，往三頸燒瓶中滴入一定量50% NaOH溶液，至溶液呈堿性。

（2）冷凝管的進水口是____（填“a”或“b”）；

（3）滴加NaOH溶液的主要目的是析出苯胺，反應(yīng)的離子方程式為____。

Ⅲ．提取苯胺

i．取出圖1所示裝置中的三頸燒瓶，改裝為圖2所示裝置。加熱裝置A產(chǎn)生水蒸氣，燒瓶C中收集到苯胺與水的混合物；分離混合物得到粗苯胺和水溶液。

ii．往所得水溶液中加入氯化鈉固體，使溶液達到飽和狀態(tài)，再用乙醚萃取，得到乙醚萃取液。

iii．合并粗苯胺和乙醚萃取液，用NaOH固體干燥，蒸餾后得到苯胺2.79g。

（4）裝置B無需用到溫度計，理由是____。

（5）操作i中，為了分離混合物，取出燒瓶C前，應(yīng)先打開止水夾d，再停止加熱，理由是____。

（6）該實驗中苯胺的產(chǎn)率為____。

（7）欲在不加熱條件下除去苯胺中的少量硝基苯雜質(zhì)，簡述實驗方案：____。

Answer 1

【答案】NH3+HCl=NH4Cl 苯胺沸點較高，不易揮發(fā) b C6H5NH3++OH-C6H5NH2+H2O 蒸出物為混合物，無需控制溫度 防止B中液體倒吸 60.0% 加入稀鹽酸，分液除去硝基苯，再加入氫氧化鈉溶液，分液去水層后，加入NaOH固體干燥、過濾

【解析】

制備苯胺：向硝基苯和錫粉混合物中分批加入過量的鹽酸，可生成苯胺，分批加入鹽酸可以防止反應(yīng)太劇烈，減少因揮發(fā)而造成的損失，且過量的鹽酸可以和苯胺反應(yīng)生成C6H5NH3Cl，之后再加入NaOH與C6H5NH3Cl反應(yīng)生成苯胺。

(1)將分別蘸有濃氨水和濃鹽酸的玻璃棒靠近，因為兩者都有揮發(fā)性，在空氣中相遇時反應(yīng)生成NH4Cl白色固體，故產(chǎn)生白煙方程式為NH3+HCl=NH4Cl；依據(jù)表中信息，苯胺沸點較高(184℃)，不易揮發(fā)，因此用苯胺代替濃氨水，觀察不到白煙；

(2)圖中球形冷凝管的水流方向應(yīng)為“下進上出”即“b進a出”，才能保證冷凝管內(nèi)充滿冷卻水，獲得充分冷凝的效果；

(3)過量濃鹽酸與苯胺反應(yīng)生成C6H5NH3Cl，使制取反應(yīng)正向移動，充分反應(yīng)后加入NaOH溶液使C6H5NH3Cl生成C6H5NH2，離子反應(yīng)方程式為C6H5NH3++OH-= C6H5NH2+H2O；

(4)由于蒸出物為水和苯胺的混合物，故無需控制溫度；

(5)水蒸氣蒸餾裝置中，雖然有玻璃管平衡氣壓，但是在實際操作時，裝置內(nèi)的氣壓仍然大于外界大氣壓，這樣水蒸氣才能進入三頸燒瓶中；所以，水蒸氣蒸餾結(jié)束后，在取出燒瓶C前，必須先打開止水夾d，再停止加熱，防止裝置內(nèi)壓強突然減小引起倒吸；

(6)已知硝基苯的用量為5.0mL，密度為1.23g/cm3，則硝基苯的質(zhì)量為6.15g，則硝基苯的物質(zhì)的量為，根據(jù)反應(yīng)方程式可知理論生成的苯胺為0.05mol，理論質(zhì)量為=4.65g，實際質(zhì)量為2.79g，所以產(chǎn)率為60.0%；

(7)“不加熱”即排除了用蒸餾的方法除雜，苯胺能與HCl溶液反應(yīng)，生成可溶于水的C6H5NH3Cl而硝基苯則不能與HCl溶液反應(yīng)，且不溶于水。所以可在混合物中先加入足量鹽酸，經(jīng)分液除去硝基苯，再往水溶液中加NaOH溶液析出苯胺，分液后用NaOH固體干燥苯胺中還含有的少量水分，濾去NaOH固體，即可得較純凈的苯胺。