Question

（14分）常见的一硝基甲苯有对硝基甲苯和邻硝基甲苯两种，均可用于合成各种染料。某探究小组利用下列反应和装置制备一硝基甲苯。

实验中可能用到的数据：

实验步骤：①按体积比1：3配制浓硫酸与浓硝酸混合物40 mL；
②在三颈瓶中加入15 mL(13g)甲苯，按图所示装好药品和其他仪器；
③向三颈瓶中加入混酸，并不断搅拌（磁力搅拌器已略去）；
④控制温度约为50℃，反应大约10 min，三颈瓶底有大量淡黄色油状液体出现；
⑤分离出一硝基甲苯的总质量13.60 g。
请回答下列问题：
（1）配制混酸的方法是________。反应中需不断搅拌，目的是____________________
_____________________________。
（2）仪器A的名称是________ ，使用该仪器前必须进行的操作是_________。
（3）若实验后在三颈瓶中收集到的产物较少，可能的原因是_________。
（4）分离反应后产物的方案如下：

其中，操作1的名称为________，操作2中需要使用下列仪器中的________（填序号）。

A．冷凝管

B．酒精灯

C．温度计

D．分液漏斗 e．蒸发皿

（5）该实验中一硝基甲苯的产率为________（保留两位有效数字）。

Answer 1

（1）分别量取10 mL和30 mL的浓硫酸和浓硝酸，将浓硝酸倒入烧杯中，浓硫酸沿着烧杯内壁缓缓注入，并不断搅拌（2分）    使反应充分进行，并防止温度过高有其他副产物生成（2分）
（2）分液漏斗（1分）   检查是否漏液（1分）
（3）温度过高，导致HNO₃大量挥发（或其他合理答案）（2分）
（4）分液（1分）  abc（2分）
（5）70%（3分）

试题分析：
（1）分别量取10 mL和30 mL的浓硫酸和浓硝酸，将浓硝酸倒入烧杯中，浓硫酸沿着烧杯内壁缓缓注入，并不断搅拌，如果将浓硝酸加到浓硫酸中可能发生液体飞溅的情况。搅拌的目的就是为了使反应充分进行，并防止温度过高有其他副产物生成。
（2）分液漏斗； 检查是否漏液
（3）温度过高，导致HNO₃大量挥发（或其他合理答案）
（4）因为分离得到的是无机和有机两种液体，而有机物和无机物是不相溶的，因此方法是分液；分离子两种一硝基化合物只能利用它们沸点的不同，因此采用蒸馏的方法，使用到所提供仪器中的分别是：酒精灯、温度计、冷凝管。
（5）产率的计算方法就是用实际产量除以理论产量；根椐方程式，一摩尔的甲苯可以得到一摩尔的对硝基甲苯与一摩尔的邻硝基甲苯。换成质量的话应该是：92g的甲苯可以得到137g的对硝基苯和137g的邻硝基苯。那么13g的甲苯就能得到的一硝基苯的质量就是：，所以一硝基苯的产量就应该这样来进行计算：