Question

17．間硝基苯胺（Mr=128）是一種重要的染料中間體．它是一種黃色針狀結晶，微溶于水，隨溫度升高溶解度增大，溶于乙醇、乙醚、甲醇．間硝基苯胺可選用間二硝基苯與堿金屬多硫化物進行選擇性還原（裝置如右圖所示），其反應式如下：

實驗步驟：
①在錐形瓶中配制足量的多硫化鈉溶液，備用．
②三頸燒瓶中加入4.74g間二硝基苯（Mr=158）與40mL水，滴液漏斗中加入多硫化鈉溶液．
③加熱三頸燒瓶至微沸并攪拌．慢慢滴加多硫化鈉溶液，滴加完畢后繼續攪拌回流30min．移去熱源，用冷水浴冷卻至室溫，減壓過濾，濾餅洗滌三次．
④在150mL某容器中配制稀鹽酸（30mL水加7mL濃鹽酸），將上述粗產物轉移進該容器，加熱并攪拌使間硝基苯胺溶解，趁熱過濾．
⑤在攪拌下向濾液中滴加過量濃氨水到pH=8，濾液中逐漸析出黃色的間硝基苯胺．
⑥過濾，洗滌濾餅至中性，抽干，產物重結晶、干燥、稱重，得2.56g．
回答下列問題：
（1）第④步中配制稀鹽酸的容器名稱為燒杯．
（2）第③步中濾餅洗滌三次，可選用的洗滌劑為A；
第⑥步產物要進行重結晶，可選用的試劑為B．
A．冷水　　　B．熱水　　　C．乙醚　　　D．乙醇
（3）第④步中趁熱過濾的目的是濾去雜質，防止目標產物遇冷析出，以免影響產量．
（4）在鐵和鹽酸作用制得初生態氫也可以將硝基還原為氨基，卻未被采用，其可能原因為鐵和鹽酸作用還原性強，不具有選擇性．
（5）第④步用鹽酸溶解粗產品，而不用水的原因間硝基苯胺微溶于水，但可與鹽酸作用可以形成鹽溶于水中．
（6）該反應的產率為66.7%．

Answer 1

分析 （1）配制一般溶液時用燒杯即可；
（2）濾餅洗滌三次，洗去表面的雜質，根據信息知間硝基苯胺微溶于水，隨溫度升高溶解度增大，溶于乙醇、乙醚、甲醇，所以選擇冷水洗滌，第⑥步產物要進行重結晶，需將粗產品溶解，用熱水，不能用有機物，不便于重結晶；
（3）蒸發過程中會析出溶解度隨溫度升高而降低（或影響不大）的物質，而間硝基苯胺隨溫度升高溶解度增大，第④步中趁熱過濾的目的是濾去雜質，防止目標產物遇冷析出，以免影響產量；
（4）有機分子去氧加氫為還原反應，根據題干信息鐵和鹽酸作用制得初生態氫原子（還原性遠強于堿金屬多硫化物），還原性強，不具有選擇性，未必能將硝基還原為氨基，得不到想要的產品；
（5）間硝基苯胺為有機物，微溶于水，第④步用鹽酸溶解粗產品，間硝基苯胺可與鹽酸作用可以形成鹽溶于水中；
（6）根據產率=$\frac{實際產品質量}{理論產品質量}$×100%計算．

解答 解：（1）配制一般溶液時用燒杯即可，
故答案為：燒杯；
（2）間硝基苯胺微溶于水，隨溫度升高溶解度增大，溶于乙醇、乙醚、甲醇，所以選擇冷水洗滌第③步中濾餅三次，二次結晶也就是重結晶，可提純晶體，間硝基苯胺溶于乙醇、乙醚、甲醇，不便于重結晶，用熱水，通過溫度調節，可用降溫結晶提純晶體，所以選擇熱水，
故答案為：A；B；
（3）蒸發過程中會析出溶解度隨溫度升高而降低（或影響不大）的物質，而間硝基苯胺隨溫度升高溶解度增大，第④步中趁熱過濾的目的是濾去雜質，防止目標產物遇冷析出，以免影響產量，
故答案為：濾去雜質，防止目標產物遇冷析出，以免影響產量；
（4）間硝基苯胺可選用間二硝基苯與堿金屬多硫化物進行選擇性還原，鐵和鹽酸作用制得初生態氫原子（還原性遠強于堿金屬多硫化物），還原性強，不具有選擇性，未必能將硝基還原為氨基，得不到想要的產品，所以不選，
故答案為：鐵和鹽酸作用還原性強，不具有選擇性；
（5）第④步用鹽酸溶解粗產品，是因為間硝基苯胺可與鹽酸作用可以形成鹽溶于水中，不用水的原因是間硝基苯胺微溶于水，
故答案為：間硝基苯胺微溶于水，但可與鹽酸作用可以形成鹽溶于水中；
（6）4.74g間二硝基苯（Mr=158）理論上轉化為間硝基苯胺的物質的量為$\frac{4.74g}{158g/mol}$，理論制得間硝基苯胺的質量為：$\frac{4.74g}{158g/mol}$×128g/mol=3.84g，產物重結晶提純，在紅外燈下干燥，稱重，得2.56g，產率=$\frac{實際產品質量}{理論產品質量}$×100%=$\frac{2.56g}{3.84g}$×100%≈66.7%，
故答案為：66.7%．

點評 本題考查間硝基苯胺制備實驗方案，涉及物質的分離提純、對裝置與操作的分析、化學計算等，明確原理是解題關鍵，需要學生具備扎實的基礎，有機化學實驗在中學中較少，學生較陌生，導致感覺解答問題較生疏，題目難度中等．