(15分)乙酰苯胺为无色晶体,具有退热镇痛作用,是较早使用的解热镇痛药,有“退热冰”之称。在实验室制备乙酰苯胺常用苯胺与乙酸反应,反应方程式为:
实验的具体操作步骤流程图:
相关的文献数据如下:
试剂名称 | 相对分子质量 | 密度g/ml | 熔点℃ | 沸点℃ | 溶解度 |
苯胺 | 93 | 1.02 | -6.2 | 184.4 | 稍溶于水,与乙醇、乙醚、苯混溶 |
乙酸 | 60 | 1.05 | 16.7 | 118 | 溶于水、乙醇、乙醚等 |
乙酰苯胺 | 135 | 1.21 | 114~116 | 280~290 |
(1)实验时将苯胺、乙酸和锌粉放在单口圆底烧瓶中进行混合加热,所选单口圆底烧瓶的最佳规格是
A. 50mL B. 100mL C. 150mL D. 200mL
(2)量筒所接的蒸馏物是__________(填化学式)。实验这样设计的目的是__________。
(3)通过重结晶提纯产物,则乙酰苯胺在水中溶解性的变化特征是_________________。
(4)对无色片状晶体进行干燥,判断晶体干燥完全的实验方法是___________________。
(5)锌粉几乎不与纯净的乙酸反应,但随着上述制备乙酰苯胺的反应而会消耗乙酸,原因是_____。
(6)实验所得无色片状晶体干燥后称量目标产物质量为4.0g,请计算所得到乙酰苯胺的产率是___。
(1)A(2分)(2)H2O(2分) 提高产率(其他合理描述也可给分,2分)
(3)随着温度升高,溶解度迅速增加(其他合理描述也可以,2分)
(4)对干燥后的产物进行称量,然后继续干燥一段时间后称量,前后所得质量相等(其他合理描述也可给分,2分)
(5)纯净乙酸不能电离,有水才会电离出氢离子,反应才可以进行。(2分) (6)54%(3分)
题目分析:(1)反应物液体的总体积不会超过20ml,由于圆底烧瓶所盛放的溶液体积一般不能超过 ,也不能低于
,因此最佳规格是50ml,答案选A。
(2)温度计读数大约是105℃,均没有超过有机物的沸点,所以量筒所接的蒸馏物是蒸馏水。有机物没有被蒸发出来,可以提高反应物的转化率,提高产率。
(3) 可以通过重结晶提纯产物,做什么乙酰苯胺在水中溶解性的变化特征是随着温度升高,溶解度迅速增加。
(4)对无色片状晶体进行干燥,则可以通过称量固体质量变化来判断判断晶体干燥是否完全,即实验方法是对干燥后的产物进行称量,然后继续干燥一段时间后称量,前后所得质量相等。
(5)锌粉几乎不与纯净的乙酸反应,但随着上述制备乙酰苯胺的反应而会消耗乙酸,这是由于反应中有水生成,纯净乙酸不能电离,有水才会电离出氢离子,反应才可以进行。
(6)5ml苯胺的质量是5ml×1.02g/mol=5.1g,物质的量是5.1g÷93g/mol=0.055mol。7.4ml乙酸的质量是7.4ml×1.05g/mol=7.77g,物质的量是7.77g÷60g/mol=0.13mol,所以乙酸过量,则理论上生成产物的质量是0.55mol×135g/mol=7.425g,所以所得到乙酰苯胺的产率是×100%=54%。