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(jié)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(jìn)行選擇性還原（裝置如右圖所示），其反應(yīng)式如下：

實(shí)驗(yàn)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(xù)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(chǎn)物轉(zhuǎn)移進(jìn)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?yàn)V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(chǎn)物重結(jié)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(chǎn)物要進(jìn)行重結(jié)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(zhì)，防止目標(biāo)產(chǎn)物遇冷析出，以免影響產(chǎn)量．
（4）在鐵和鹽酸作用制得初生態(tài)氫也可以將硝基還原為氨基，卻未被采用，其可能原因?yàn)殍F和鹽酸作用還原性強(qiáng)，不具有選擇性．
（5）第④步用鹽酸溶解粗產(chǎn)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(yīng)的產(chǎn)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(zhì)，根據(jù)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(chǎn)物要進(jìn)行重結(jié)晶，需將粗產(chǎn)品溶解，用熱水，不能用有機(jī)物，不便于重結(jié)晶；
（3）蒸發(fā)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(zhì)，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(zhì)，防止目標(biāo)產(chǎn)物遇冷析出，以免影響產(chǎn)量；
（4）有機(jī)分子去氧加氫為還原反應(yīng)，根據(jù)題干信息鐵和鹽酸作用制得初生態(tài)氫原子（還原性遠(yuǎn)強(qiáng)于堿金屬多硫化物），還原性強(qiáng)，不具有選擇性，未必能將硝基還原為氨基，得不到想要的產(chǎn)品；
（5）間硝基苯胺為有機(jī)物，微溶于水，第④步用鹽酸溶解粗產(chǎn)品，間硝基苯胺可與鹽酸作用可以形成鹽溶于水中；
（6）根據(jù)產(chǎn)率=$\frac{實(shí)際產(chǎn)品質(zhì)量}{理論產(chǎn)品質(zhì)量}$×100%計(jì)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(jié)晶也就是重結(jié)晶，可提純晶體，間硝基苯胺溶于乙醇、乙醚、甲醇，不便于重結(jié)晶，用熱水，通過溫度調(diào)節(jié)，可用降溫結(jié)晶提純晶體，所以選擇熱水，
故答案為：A；B；
（3）蒸發(fā)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(zhì)，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(zhì)，防止目標(biāo)產(chǎn)物遇冷析出，以免影響產(chǎn)量，
故答案為：濾去雜質(zhì)，防止目標(biāo)產(chǎn)物遇冷析出，以免影響產(chǎn)量；
（4）間硝基苯胺可選用間二硝基苯與堿金屬多硫化物進(jìn)行選擇性還原，鐵和鹽酸作用制得初生態(tài)氫原子（還原性遠(yuǎn)強(qiáng)于堿金屬多硫化物），還原性強(qiáng)，不具有選擇性，未必能將硝基還原為氨基，得不到想要的產(chǎn)品，所以不選，
故答案為：鐵和鹽酸作用還原性強(qiáng)，不具有選擇性；
（5）第④步用鹽酸溶解粗產(chǎn)品，是因?yàn)殚g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(zhuǎn)化為間硝基苯胺的物質(zhì)的量為$\frac{4.74g}{158g/mol}$，理論制得間硝基苯胺的質(zhì)量為：$\frac{4.74g}{158g/mol}$×128g/mol=3.84g，產(chǎn)物重結(jié)晶提純，在紅外燈下干燥，稱重，得2.56g，產(chǎn)率=$\frac{實(shí)際產(chǎn)品質(zhì)量}{理論產(chǎn)品質(zhì)量}$×100%=$\frac{2.56g}{3.84g}$×100%≈66.7%，
故答案為：66.7%．

點(diǎn)評 本題考查間硝基苯胺制備實(shí)驗(yàn)方案，涉及物質(zhì)的分離提純、對裝置與操作的分析、化學(xué)計(jì)算等，明確原理是解題關(guān)鍵，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)，有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)在中學(xué)中較少，學(xué)生較陌生，導(dǎo)致感覺解答問題較生疏，題目難度中等．