2-硝基-l,3-苯二酚由间苯二酚先磺化,再硝化,后去磺酸基生成。原理如下:
部分物质的相关性质如下:
制备过程如下:
第一步:磺化。称取71.5g间苯二酚,碾成粉末放入烧瓶中,慢慢加入适量浓硫酸并不断搅拌,控制温度在一定范围内15min(如图1)。
第二步:硝化。待磺化反应结束后将烧瓶置于冷水中,充分冷却后加入“混酸”,控制温度继续搅拌l5min。
第三步:蒸馏。将硝化反应混物的稀释液转移到圆底烧瓶B中,然后用图2所示装置进行水蒸气蒸馏。
请回答下列问题:
(1)实验室中把问苯二酚碾成粉末需要的玻璃仪器是________。
(2)磺化步骤中控制温度最合适的范围为(填字母)________。
a.30℃~60℃ b.60℃~65℃ c.65℃~70℃ d.70℃~100℃
(3)硝化步骤中制取“混酸”的具体操作是____________。
(4)图2中,烧瓶A中长玻璃管起稳压作用,既能防止装置中压强过大引起事故,又能防止___________;直形冷凝管C中的现象是_________,反应一段时间后,停止蒸馏,此时的操作是____________(填有关旋塞和酒精灯的操作)。
(5)水蒸气蒸馏是分离和提纯有机物的方法之一,被提纯物质必须具备的条件正确的___________。
a.不溶或难溶于水,便于最后分离 b.在沸腾下与水不发生化学反应
c.具有一定的挥发性 d.具有较低的熔点
(6)本实验最终获得12.0g桔红色晶体,则2-硝基-1,3-苯二酚的产率约为_______。
【答案】(1)研钵(含杵)
(2)b
(3)在锥形瓶中加入适量的浓硝酸,在摇振下缓慢加入一定两的浓硫酸,冷却。
(4)压强过小引起倒吸 冷凝管内壁有桔红色晶体析出 打开旋塞,撤去酒精灯
(5)abc
(6)11.9%
【解析】(1)实验室中把问苯二酚碾成粉末需要的玻璃仪器是研钵(含杵);(2)磺化步骤中控制温度最合适的范围为60℃~65℃,选b;(3)硝化步骤中制取“混酸”的具体操作是:在锥形瓶中加入适量的浓硝酸,在摇振下缓慢加入一定两的浓硫酸,冷却。不可将浓硝酸加到浓硫酸中;(4)图2中,烧瓶A中长玻璃管起稳压作用,既能防止装置中压强过大引起事故,又能防止压强过小引起倒吸。因2-硝基-1,3-苯二酚的熔点为87.8℃,所以直形冷凝管C中的现象是冷凝管内壁有桔红色晶体析出。反应结束时停止蒸馏应该打开旋塞通大气,然后再撤去酒精灯,以免烧瓶A中压强减小引起倒吸。(5)蒸气蒸馏是分离和提纯有机物,被提纯物质必须具备不溶或难溶于水,便于最后分离、在沸腾下与水不发生化学反应、具有一定的挥发性,abc正确;(6)本题提供的间苯二酚的质量为71.5g,其物质的量为71.5/110mol,理论上得到71.5/110mol2-硝基-1,3-苯二酚,理论产量为:71.5/110*155=100.75g,产率为:12.0/100.75=11.9%
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