Question

6．硝基苯是醫(yī)藥和染料的中間體，還可做有機(jī)溶劑．反應(yīng)如下：
①
②
組裝如圖反應(yīng)裝置．有關(guān)數(shù)據(jù)列表如右下表：

物質(zhì)	熔點(diǎn)/ ℃	沸點(diǎn) /℃	密度（20℃） /g•cm-3	水溶性
苯	5.5	80	0.88	微溶
硝基苯	5.7	210.9	1.205	難溶
1，3二硝基苯	89	301	1.57	微溶

制備硝基苯流程如下：
請回答：
（1）步驟①配制混酸：取100mL燒杯，用20mL濃硫酸與18mL濃硝酸配制混和酸，操作是：在燒杯中先加入10mL濃硝酸，再沿?zé)�杯壁注�?0mL濃硫酸，并不斷攪拌、冷卻；把配好的混和酸加入恒壓漏斗中；最后在三頸燒瓶中加入18mL苯．
（2）在室溫下向三頸瓶中的苯逐滴加入混酸，邊滴邊攪拌，混和均勻、加熱．實(shí)驗(yàn)裝置中長玻璃管最好用球形冷凝管代替（填儀器名稱）；上圖中的加熱方式稱為水浴加熱；反應(yīng)溫度控制在50～60℃的原因是防止副反應(yīng)反應(yīng)．
硝基苯的提純步驟為：

（3）步驟⑤表明混合物中有苯和硝基苯的操作和現(xiàn)象是混合物倒入蒸餾水中，液體分為三層．
（4）驗(yàn)證步驟⑥中液體已洗凈的操作和現(xiàn)象是：取最后一次洗滌液，向溶液中加入氯化鈣溶液，有白色沉淀生成，說明洗滌干凈；為了得到更純凈的硝基苯，還須先向液體中加入無水CaCl₂除去水，然后蒸餾（填操作名稱）．
（5）設(shè)計實(shí)驗(yàn)證明中：“粗產(chǎn)品中2”中含二硝基苯測定粗產(chǎn)品的密度大于1.205g•cm^-3．
（6）用鐵粉、稀鹽酸與硝基苯（用Ph-NO₂表示 ）反應(yīng)可生成染料中間體苯胺（Ph-NH₂），其反應(yīng)的化學(xué)方程式為Ph-NO₂+3Fe+6HCl→Ph-NH₂+3FeCl₂+2H₂O．

Answer 1

分析 （1）濃硝酸與濃硫酸混合會放出大量的熱，如將濃硝酸加入濃硫酸中，硝酸的密度小于濃硫酸，可能為導(dǎo)致液體迸濺；
（2）利用冷凝管通入冷凝水，冷凝回流效果更好；反應(yīng)在50℃～60℃下進(jìn)行，利用水浴加熱控制；溫度過高會發(fā)生副反應(yīng)，苯易揮發(fā)、硝酸易分解，溫度過低反應(yīng)速率較慢；
（3）混合物倒入蒸餾水中，液體分為三層，生成為苯、中層為水溶液、下層為硝基苯；
（4）步驟⑥是用碳酸鈉溶液洗滌酸，若洗滌干凈，最后洗滌液中含有碳酸鈉，用氯化鈣反應(yīng)檢驗(yàn)最后次洗滌液是否含有碳酸根離子；利用蒸餾的方法分離得到更純的硝基苯；
（5）測定粗產(chǎn)品的密度或熔點(diǎn)判斷；
（6）鐵粉、稀鹽酸與硝基苯反應(yīng)可生成苯胺，硝基被還原，F(xiàn)e粉氧化生成氯化亞鐵，由元素守恒可知還生成水．

解答 解：（1）濃硝酸與濃硫酸混合會放出大量的熱，如將濃硝酸加入濃硫酸中，硝酸的密度小于濃硫酸，可能為導(dǎo)致液體迸濺，用20mL濃硫酸與18mL濃硝酸配制混和酸，操作是：在燒杯中先加入18mL濃硝酸，再沿?zé)�杯壁注�?0mL濃硫酸，并不斷攪拌、冷卻，
故答案為：18mL濃硝酸；沿?zé)�杯壁注�?0mL濃硫酸；
（2）利用冷凝管通入冷凝水，冷凝回流效果更好，實(shí)驗(yàn)裝置中長玻璃管最好用球形冷凝管，反應(yīng)在50℃～60℃下進(jìn)行，低于水的沸點(diǎn)，可以利用水浴加熱控制，偏于可知溫度，受熱均勻；
溫度過高會發(fā)生副反應(yīng)，且苯易揮發(fā)、硝酸易分解，溫度過低反應(yīng)速率較慢，控制溫度：防止副反應(yīng)反應(yīng)等，
故答案為：球形冷凝管；水浴加熱；防止副反應(yīng)反應(yīng)；
（3）步驟⑤表明混合物中有苯和硝基苯的操作和現(xiàn)象是：混合物倒入蒸餾水中，液體分為三層，其中生成為苯、中層為水溶液、下層為硝基苯，
故答案為：混合物倒入蒸餾水中，液體分為三層；
（4）步驟⑥是用碳酸鈉溶液洗滌酸，若洗滌干凈，最后洗滌液中含有碳酸鈉，取最后一次洗滌液，向溶液中加入氯化鈣溶液，有白色沉淀生成，說明洗滌干凈；
為了得到更純凈的硝基苯，還須先向液體中加入無水CaCl₂除去水，然后用蒸餾的方法分離，
故答案為：向溶液中加入氯化鈣溶液，有白色沉淀生成，說明洗滌干凈；蒸餾；
（5）測定粗產(chǎn)品的密度大于1.205g•cm^-3，說明“粗產(chǎn)品中2”中含二硝基苯，
故答案為：測定粗產(chǎn)品的密度大于1.205g•cm^-3；
（6）鐵粉、稀鹽酸與硝基苯反應(yīng)可生成苯胺，硝基被還原，F(xiàn)e粉氧化生成氯化亞鐵，由元素守恒可知還生成水，反應(yīng)方程式為：Ph-NO₂+3Fe+6HCl→Ph-NH₂+3FeCl₂+2H₂O，
故答案為：Ph-NO₂+3Fe+6HCl→Ph-NH₂+3FeCl₂+2H₂O．

點(diǎn)評 本題考查有機(jī)物制備實(shí)驗(yàn)，涉及對裝置及操作的分析評價、物質(zhì)的分離提純、實(shí)驗(yàn)基本操作、對數(shù)據(jù)信息的運(yùn)用等，難度中等，注意操作規(guī)范性及儀器作用、滲透安全意識．