间硝基苯胺是一种重要的染料中间体...

6.间硝基苯胺(Mr=128)是⼀种重要的染料中间体.它是⼀种黄⾊针状结晶,微溶于⽔,随温度升⾼溶解度增⼤,溶于⼄醇、⼄醚、甲醇.间硝基苯胺可选⽤间⼆硝基苯与碱⾦属多硫化物进⾏选择性还原,其反应式如图1:
已知:R-NH2+H+→R-NH3+
实验步骤:
①在100mL锥形瓶中加⼊8g结晶硫化钠与30mL⽔,搅拌溶解.再加⼊2g硫黄粉,缓缓加热并不断搅拌到硫黄粉全部溶解,冷却后备⽤.
②在150mL三颈烧瓶中加⼊4.74g间⼆硝基苯(Mr=158)与40mL⽔,安装机械搅拌装置、滴液漏⽃和回流冷凝管如图2所⽰,将步骤①配制的多硫化钠溶液加⼊滴液漏⽃.
③加热三颈烧瓶⾄瓶内微微沸腾,开动搅拌使间⼆硝基苯与⽔形成悬浮液.慢慢滴加多硫化钠溶液,滴加完毕后继续搅拌回流30min.移去热源,⽤冷⽔浴使反应物迅速冷却到室温后,减压过滤,滤饼洗涤三次.
④在150mL某容器中配制稀盐酸(30mL⽔加7mL浓盐酸),将上述粗产物转移进该容器,加热并⽤玻璃棒搅拌,使间硝基苯胺溶解,冷却到室温后减压过滤.
⑤冷却滤液,在搅拌下滴加过量浓氨⽔到pH=8,滤液中逐渐析出黄⾊的间硝基苯胺.
⑥冷却到室温后减压过滤,洗涤滤饼到中性,抽⼲,产物重结晶提纯,在红外灯下⼲燥,称重,得2.56g.
回答下列问题:
(1)滴液漏⽃较普通分液漏⽃的优点保持恒压,便于液体顺利留下;第④步中配制稀盐酸的容器名称为烧杯.奥斯维辛
(2)间⼆硝基苯和间硝基苯胺都有毒,因此该实验应在通风橱内进⾏.anit
(3)在铁和盐酸作⽤制得初⽣态氢原⼦(还原性远强于碱⾦属多硫化物)也可以将硝基还原为氨基,却未被采⽤,其可能原因为铁和盐酸作⽤还原性强,不具有选择性.
(4)第④步⽤盐酸溶解粗产品,⽽不⽤⽔的原因间硝基苯胺微溶于⽔,但可与盐酸作⽤可以形成盐溶于⽔中.
(5)第③步中滤饼洗涤三次,可选⽤的洗涤剂为A;第⑥步产物要进⾏重结晶,可选⽤的试剂为B.
A.冷⽔   B.热⽔   C.⼄醚   D.⼄醇
(6)第③步中,搅拌使间⼆硝基苯与⽔形成悬浮液后再滴加多硫化钠溶液,其原因为增⼤接触⾯积,加快反应速率,提⾼原料利⽤率.
(7)第⑥步中要将滤饼洗涤到中性,检验⽅法为⽤玻璃棒蘸取最后⼀次洗涤液,滴在pH试纸中央,测定pH,若pH=7,说明已经洗涤到中性.
(8)该反应的产率为66.7%.
分析(1)恒压滴液漏⽃代替分液漏⽃可以平衡内外压强,可以使三颈烧瓶内压强与漏⽃中的压强相等,使多硫化钠溶液顺利滴下;配制⼀般溶液时⽤烧杯即可;
(2)有毒物质或产⽣有毒物质的实验需要在通风橱中进⾏;
(3)有机分⼦去氧加氢为还原反应,根据题⼲信息铁和盐酸作⽤制得初⽣态氢原⼦(还原性远强于碱⾦属多硫化物),还原性强,不具有选择性,未必能将硝基还原为氨基,得不到想要的产品;
(4)间硝基苯胺为有机物,微溶于⽔,第④步⽤盐酸溶解粗产品,间硝基苯胺可与盐酸作⽤可以形成盐溶于⽔中;
(5)滤饼洗涤三次,洗去表⾯的杂质,根据信息知间硝基苯胺微溶于⽔,随温度升⾼溶解度增⼤,溶于⼄醇、⼄醚、甲醇,所以选择冷⽔洗涤,第⑥步产物要进⾏重结晶,需将粗产品溶解,⽤热⽔,不能⽤有机物,不便于重结晶;
(6)第③步中,搅拌使间⼆硝基苯与⽔形成悬浮液后再滴加多硫化钠溶液,增⼤接触⾯积,加快反应速率,提⾼原料利⽤率;大三通 小三通
(7)检验溶液为中性,⽤PH试纸检验,取最后⼀次洗涤液检验检验呈中性,说明滤饼洗涤到中性;
(8)根据产率=$\frac{实际产品质量}{理论产品质量}$×100%计算.
解答解:(1)和普通分液漏⽃相⽐,恒压滴液漏⽃上部和三颈烧瓶⽓压相通,可以保证恒压滴液漏⽃中的液体顺利滴下;配制溶液需要在烧杯中进⾏,
故答案为:保持恒压,便于液体顺利流下;烧杯;
(2)有毒物质或产⽣有毒物质的实验需要在通风橱中进⾏,防⽌安全事故产⽣,故答案为:通风橱;
(3)间硝基苯胺可选⽤间⼆硝基苯与碱⾦属多硫化物进⾏选择性还原,铁和盐酸作⽤制得初⽣态氢原⼦(还原性远强于碱⾦属多硫化物),还原性强,不具有选择性,未必能将硝基还原为氨基,得不到想要的产品,所以不选,
故答案为:铁和盐酸作⽤还原性强,不具有选择性;
弗朗西斯卡(4)第④步⽤盐酸溶解粗产品,是因为间硝基苯胺可与盐酸作⽤可以形成盐溶于⽔中,不⽤⽔的原因是间硝基苯胺微溶于⽔,
故答案为:间硝基苯胺微溶于⽔,但可与盐酸作⽤可以形成盐溶于⽔中;
(5)间硝基苯胺微溶于⽔,随温度升⾼溶解度增⼤,溶于⼄醇、⼄醚、甲醇,所以选择冷⽔洗涤第③步中滤饼三次,⼆次结
晶也就是重结晶,可提纯晶体,间硝基苯胺溶于⼄醇、⼄醚、甲醇,不便于重结晶,⽤热⽔,通过温度调节,可⽤降温结晶提纯晶体,所以选择热⽔,
故答案为:A;B;
(6)第③步中,搅拌使间⼆硝基苯与⽔形成悬浮液再滴加多硫化钠溶液,能增⼤反应物间的接触⾯积,加快反应速率,提⾼原料利⽤率;
尿苷
故答案为:增⼤接触⾯积,加快反应速率,提⾼原料利⽤率;
酷派8920(7)滤饼洗涤是否到中性,可通过检验最后洗涤液进⾏验证,⽤玻璃棒蘸取最后⼀次洗涤后液体,滴在pH试纸中央,测定pH,若pH=7,说明已洗涤到中性,
故答案为:⽤玻璃棒蘸取最后⼀次洗涤后液体,滴在pH试纸中央,测定pH,若pH=7,说明已洗涤到中性;
(8)4.74g间⼆硝基苯(Mr=158)理论上转化为间硝基苯胺的物质的量为$\frac{4.74g}{158g/mol}$,理论制得间硝基苯胺的质量为:$\frac{4.74g}{158g/mol}$×128g/mol=3.84g,产物重结晶提纯,在红外灯下⼲燥,称重,得2.56g,产率=$\frac{实际产品质量}{理论产品质量}$×100%=$\frac{2.56g}{3.84g}$×100%≈66.7%,
故答案为:66.7%.
点评本题考查间硝基苯胺制备实验⽅案,涉及物质的分离提纯、对装置与操作的分析、化学计算等,明确原理是解题关键,需要学⽣具备扎实的基础,有机化学实验在中学中较少,学⽣较陌⽣,导致感
觉解答问题较⽣疏,题⽬难度中等.

本文发布于:2024-09-21 17:44:37,感谢您对本站的认可!

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