Question

【題目】有“退熱冰”之稱的乙酰苯胺具有退熱鎮(zhèn)痛作用，是較早使用的解熱鎮(zhèn)痛藥，純乙酰苯胺是一種白色有光澤片狀結(jié)晶，不僅本身是重要的藥物，而且是磺胺類藥物的原料，可用作止痛劑、退熱劑、防腐劑和染料中間體。實驗室用苯胺與乙酸合成乙酰苯胺的反應(yīng)和實驗裝置如圖(夾持及加熱裝置略)：

+CH3COOH+H2O

注：①苯胺與乙酸的反應(yīng)速率較慢，且反應(yīng)是可逆的。

②苯胺易氧化，加入少量鋅粉，防止苯胺在反應(yīng)過程中氧化。

③刺形分餾柱的作用相當(dāng)于二次蒸餾，用于沸點差別不太大的混合物的分離。

可能用到的有關(guān)性質(zhì)如下：(密度單位為g/cm3)

名稱	相對分子質(zhì)量	性狀	密度/gcm3	熔點/℃	沸點/	溶解度
						g/100g水	g/100g乙醇
苯胺	93.12	棕黃色油狀液體	1.02	-6.3	184	微溶	∞
冰醋酸	60.052	無色透明液體	1.05	16.6	117.9	∞	∞
乙酰苯胺	135.16	無色片狀晶體	1.21	155~156	280~290	溫度高，溶解度大	較水中大

合成步驟：

在50mL圓底燒瓶中加入10mL新蒸餾過的苯胺和15mL冰乙酸(過量)及少許鋅粉(約0.1g)。用刺形分餾柱組裝好分餾裝置，小火加熱10min后再升高加熱溫度，使蒸氣溫度在一定范圍內(nèi)浮動1小時。在攪拌下趁熱快速將反應(yīng)物以細(xì)流倒入100mL冷水中冷卻。待乙酰苯胺晶體完全析出時，用布氏漏斗抽氣過濾，洗滌，以除去殘留酸液，抽干，即得粗乙酰苯胺。

分離提純：

將粗乙酰苯胺溶于300mL熱水中，加熱至沸騰。放置數(shù)分鐘后，加入約0.5g粉未狀活性炭，用玻璃棒攪拌并煮沸10min，然后進(jìn)行熱過濾，結(jié)晶，抽濾，晾干，稱量并計算產(chǎn)率。

(1)由于冰醋酸具有強烈刺激性，實驗中要在__內(nèi)取用，加入過量冰醋酸的目的是__。

(2)反應(yīng)開始時要小火加熱10min是為了__。

(3)實驗中使用刺形分餾柱能較好地提高乙酰苯胺產(chǎn)率，試從化學(xué)平衡的角度分析其原因：__。

(4)反應(yīng)中加熱方式可采用__(填“水浴”“油浴”或"直接加熱”)，蒸氣溫度的最佳范圍是__(填字母代號)。

a．100~105℃ b．117.9~184℃ c．280~290℃

(5)判斷反應(yīng)基本完全的現(xiàn)象是__，洗滌乙酰苯胺粗品最合適的試劑是__(填字母代號)。

a．用少量熱水洗 b．用少量冷水洗

c．先用冷水洗，再用熱水洗 d．用酒精洗

(6)分離提純乙酰苯胺時，在加入活性炭脫色前需放置數(shù)分鐘，使熱溶液稍冷卻，其目的是__，若加入過多的活性炭，使乙酰苯胺的產(chǎn)率__(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。

(7)該實驗最終得到純品7.36g，則乙酰苯胺的產(chǎn)率是__%(結(jié)果保留一位小數(shù))。

Answer 1

【答案】通風(fēng)櫥 促進(jìn)反應(yīng)正向進(jìn)行，提高苯胺的轉(zhuǎn)化率 讓苯胺與乙酸反應(yīng)成鹽 使用刺形分餾柱可以很好地將沸點差別不太大的乙酸和水分開，只將生成的水蒸出，使平衡向生成乙酸苯胺的方向移動，乙酸又可以回流到燒瓶內(nèi)繼續(xù)反應(yīng)，從而提高乙酰苯胺的產(chǎn)率 油浴 a 冷凝管中不再有液滴流下 b 防止暴沸 偏小 49.7

【解析】

(1)由于冰醋酸具有強烈刺激性，實驗中要防止其擴散到室內(nèi)空氣中，過量加入反應(yīng)物(冰醋酸)的目的，應(yīng)從平衡移動考慮。

(2)反應(yīng)開始時要小火加熱10min，主要是讓反應(yīng)物充分反應(yīng)。

(3)實驗中使用刺形分餾柱，可提高乙酰苯胺產(chǎn)率，則應(yīng)從反應(yīng)物的利用率和平衡移動兩個方面分析原因。

(4)反應(yīng)中加熱溫度超過100℃，不能采用水�。徽舭l(fā)時，應(yīng)減少反應(yīng)物的揮發(fā)損失。

(5)判斷反應(yīng)基本完全，則基本上看不到反應(yīng)物產(chǎn)生的現(xiàn)象；乙酰苯胺易溶于酒精，在熱水中的溶解度也比較大，由此可確定洗滌粗品最合適的試劑。

(6)熱溶液中加入冷物體，會發(fā)生暴沸；活性炭有吸附能力，會吸附有機物。

(7)計算乙酰苯胺的產(chǎn)率時，應(yīng)先算出理論產(chǎn)量。

(1)由于冰醋酸具有強烈刺激性，易擴散到室內(nèi)空氣中，損害人的呼吸道，所以實驗中要在通風(fēng)櫥內(nèi)取用；苯胺與冰醋酸的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，加入過量冰醋酸的目的，促進(jìn)平衡正向移動，提高苯胺的轉(zhuǎn)化率。答案為：通風(fēng)櫥；促進(jìn)反應(yīng)正向進(jìn)行，提高苯胺的轉(zhuǎn)化率；

(2)可逆反應(yīng)進(jìn)行比較緩慢，需要一定的時間，且乙酸與苯胺反應(yīng)是先生成鹽，后發(fā)生脫水反應(yīng)，所以反應(yīng)開始時小火加熱10min，是為了讓苯胺與乙酸反應(yīng)成鹽。答案為：讓苯胺與乙酸反應(yīng)成鹽；

(3)反應(yīng)可逆，且加熱過程中反應(yīng)物會轉(zhuǎn)化為蒸氣，隨水蒸氣一起蒸出，實驗中使用刺形分餾柱，可將乙酸、苯胺的蒸氣冷凝，讓其重新流回反應(yīng)裝置內(nèi)，同時將產(chǎn)物中的水蒸出，從而提高乙酰苯胺的產(chǎn)率，從化學(xué)平衡的角度分析其原因是：使用刺形分餾柱可以很好地將沸點差別不太大的乙酸和水分開，只將生成的水蒸出，使平衡向生成乙酸苯胺的方向移動，乙酸又可以回流到燒瓶內(nèi)繼續(xù)反應(yīng)，從而提高乙酰苯胺的產(chǎn)率。答案為：使用刺形分餾柱可以很好地將沸點差別不太大的乙酸和水分開，只將生成的水蒸出，使平衡向生成乙酸苯胺的方向移動，乙酸又可以回流到燒瓶內(nèi)繼續(xù)反應(yīng)，從而提高乙酰苯胺的產(chǎn)率；

(4)反應(yīng)中需要將生成的水蒸出，促進(jìn)平衡正向移動，提高產(chǎn)率。水的沸點是100℃，而冰醋酸的沸點為117.9℃，溫度過高會導(dǎo)致反應(yīng)物的揮發(fā)，溫度過低反應(yīng)速率太慢，且不易除去水，所以加熱溫度應(yīng)介于水與乙酸的沸點之間，不能采用水浴反應(yīng)，加熱方式可采用油浴，最佳溫度范圍是a。答案為：油��；a；

(5)不斷分離出生成的水，可以使反應(yīng)正向進(jìn)行，提高乙酰苯胺的產(chǎn)率，反應(yīng)基本完全時，冷凝管中不再有液滴流下；乙酰苯胺易溶于酒精和熱水，所以洗滌粗品最合適的試劑是用少量的冷水洗，以減少溶解損失。答案為：冷凝管中不再有液滴流下；b；

(6)分離提純乙酰苯胺時，若趁熱加入活性炭，溶液會因受熱不均而暴沸，所以在加入活性炭脫色前需放置數(shù)分鐘，使熱溶液稍冷卻，其目的是防止暴沸，若加入過多的活性炭，則會吸附一部分乙酰苯胺，使乙酰苯胺的產(chǎn)率偏小。答案為：防止暴沸；偏�。�

(7)苯胺的物質(zhì)的量為=0.11mol，理論上完全反應(yīng)生成乙酰苯胺的質(zhì)量為0.11mol×135.16g/mol=14.8g，該實驗最終得到純品7.36g，則乙酰苯胺的產(chǎn)率是=49.7%。答案為：49.7。