Question

（14分）常見的一硝基甲苯有對硝基甲苯和鄰硝基甲苯兩種，均可用于合成各種染料。某探究小組利用下列反應和裝置制備一硝基甲苯。

實驗中可能用到的數據：

實驗步驟：①按體積比1：3配制濃硫酸與濃硝酸混合物40 mL；
②在三頸瓶中加入15 mL(13g)甲苯，按圖所示裝好藥品和其他儀器；
③向三頸瓶中加入混酸，并不斷攪拌（磁力攪拌器已略去）；
④控制溫度約為50℃，反應大約10 min，三頸瓶底有大量淡黃色油狀液體出現；
⑤分離出一硝基甲苯的總質量13.60 g。
請回答下列問題：
（1）配制混酸的方法是________。反應中需不斷攪拌，目的是____________________
_____________________________。
（2）儀器A的名稱是________ ，使用該儀器前必須進行的操作是_________。
（3）若實驗后在三頸瓶中收集到的產物較少，可能的原因是_________。
（4）分離反應后產物的方案如下：

其中，操作1的名稱為________，操作2中需要使用下列儀器中的________（填序號）。

A．冷凝管

B．酒精燈

C．溫度計

D．分液漏斗 e．蒸發皿

（5）該實驗中一硝基甲苯的產率為________（保留兩位有效數字）。

Answer 1

（1）分別量取10 mL和30 mL的濃硫酸和濃硝酸，將濃硝酸倒入燒杯中，濃硫酸沿著燒杯內壁緩緩注入，并不斷攪拌（2分）    使反應充分進行，并防止溫度過高有其他副產物生成（2分）
（2）分液漏斗（1分）   檢查是否漏液（1分）
（3）溫度過高，導致HNO₃大量揮發（或其他合理答案）（2分）
（4）分液（1分）  abc（2分）
（5）70%（3分）

試題分析：
（1）分別量取10 mL和30 mL的濃硫酸和濃硝酸，將濃硝酸倒入燒杯中，濃硫酸沿著燒杯內壁緩緩注入，并不斷攪拌，如果將濃硝酸加到濃硫酸中可能發生液體飛濺的情況。攪拌的目的就是為了使反應充分進行，并防止溫度過高有其他副產物生成。
（2）分液漏斗； 檢查是否漏液
（3）溫度過高，導致HNO₃大量揮發（或其他合理答案）
（4）因為分離得到的是無機和有機兩種液體，而有機物和無機物是不相溶的，因此方法是分液；分離子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，使用到所提供儀器中的分別是：酒精燈、溫度計、冷凝管。
（5）產率的計算方法就是用實際產量除以理論產量；根椐方程式，一摩爾的甲苯可以得到一摩爾的對硝基甲苯與一摩爾的鄰硝基甲苯。換成質量的話應該是：92g的甲苯可以得到137g的對硝基苯和137g的鄰硝基苯。那么13g的甲苯就能得到的一硝基苯的質量就是：，所以一硝基苯的產量就應該這樣來進行計算：