《2026年新高考5年真题高中化学全一册通用版湖南专版》

15. (14 分)苯胺是重要的有机化工原料，其实验室制备原理如下：

相关信息如下：

反应装置Ⅰ和蒸馏装置Ⅱ(加热、夹持等装置略)如下：

实验步骤为：
①向装置Ⅰ双颈烧瓶中加入 13.5 g 铁粉、25.0 mL 水及 1.50 mL 乙酸，加热煮沸 10 min；
②稍冷后，通过恒压滴液漏斗缓慢滴入 8.20 mL 硝基苯(0.08 mol)，再加热回流 30 min；
③将装置Ⅰ改成水蒸气蒸馏装置，蒸馏收集苯胺-水馏出液；
④将苯胺-水馏出液用$NaCl$饱和后，转入分液漏斗静置分层，分出有机层；水层用乙醚萃取，分出醚层；合并有机层和醚层，用粒状氢氧化钠干燥，得到苯胺醚溶液；
⑤将苯胺醚溶液加入圆底烧瓶(装置Ⅱ)，先蒸馏回收乙醚，再蒸馏收集 180~185$°C$馏分，得到 5.58 g 苯胺。
回答下列问题：
(1) 实验室保存硝基苯的玻璃容器是A(填标号)。


(2) 装置Ⅰ中冷凝管的进水口为a(填“a”或“b”)。
(3) 步骤④中将苯胺-水馏出液用$NaCl$饱和的原因是利用盐析效应，加入NaCl可降低苯胺的溶解度，使苯胺更易分层析出，提高产率。
(4) 步骤④中第二次分液，醚层位于上层(填“上”或“下”)。
(5) 蒸馏回收乙醚时，锥形瓶需冰水浴的原因是防止乙醚挥发损失并提高冷凝效率；回收乙醚后，需要放出冷凝管中的冷凝水再蒸馏，这样操作的原因是避免高温下冷凝管因温差过大破裂。
(6) 下列说法正确的是B(填标号)。
A. 缓慢滴加硝基苯是为了减小反应速率
B. 蒸馏时需加沸石，防止暴沸
C. 用红外光谱不能判断苯胺中是否含有硝基苯
D. 蒸馏回收乙醚，无需尾气处理
(7) 苯胺的产率为75%。

答案：
(1)A
(2)a
(3)利用盐析效应，加入NaCl可降低苯胺的溶解度，使苯胺更易分层析出，提高产率
(4)上
(5)防止乙醚挥发损失并提高冷凝效率，避免高温下冷凝管因温差过大破裂
(6)B
(7)75%
命题意图本题以苯胺的实验室制备为情境，体现了“科学探究与创新意识”等化学学科核心素养。
解题思路
(1)硝基苯在常温下是液体，应保存在细口瓶中，A项符合题意。
(2)为了确保较好的冷凝效果，冷凝管中水流方向应下进上出，即进水口是a。
(4)乙醚密度小于水，故步骤④中第二次分液，醚层位于上层。
(5)乙醚沸点为34.5℃，冰水浴可防止其挥发损失并提高冷凝效率。由于乙醚和苯胺沸点相差较大，蒸馏时收集馏分的温度为180~185℃，应使用空气冷凝。
(6)缓慢滴加硝基苯是为了使反应更充分，并非为了减少反应速率，A项错误。蒸馏时加沸石以防暴沸，B项正确。红外光谱图中不同化学键或官能团的吸收频率不同，可用其区分硝基苯（含硝基特征峰）和苯胺（含氨基特征峰），C项错误。乙醚是一种有毒物质，具有挥发性，需要尾气处理，D项错误。
(7)根据反应原理可知，理论上0.08mol硝基苯可制备0.08mol苯胺，理论产量为0.08mol×93g·mol⁻¹ = 7.44g，实际产量为5.58g，则苯胺的产率为5.58g/7.44g×100% = 75%。
归纳总结：不同冷凝管的用途、适用范围与特点
名称 直形冷凝管 球形冷凝管
仪器

用途 蒸馏、冷凝回流 冷凝回流
适用范围、特点 一般用于沸点低于140℃的液体有机化合物的蒸馏操作 冷凝面积较直形冷凝管大，冷凝效果稍高
名称 蛇形冷凝管 空气冷凝管
仪器

用途 冷凝回流 蒸馏
适用范围、特点 内芯管长度大，冷却面积大，冷却的效果更好，主要用于冷凝收集沸点偏低的蒸馏产物 沸点大于140℃的有机化合物的蒸馏（以免直形冷凝管通水冷却导致玻璃温差大而炸裂）