Номер 54, страница 142 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

4.54. Предложите способ синтеза анилина из неорганических веществ.

Решение

Синтез анилина ($C_6H_5NH_2$) из неорганических веществ можно осуществить в несколько стадий. В качестве исходных неорганических веществ можно взять, например, уголь (углерод), известняк ($CaCO_3$), воду, азотную и соляную кислоты.

1. Получение ацетилена ($C_2H_2$). Этот этап сам состоит из двух стадий. Сначала прокаливают известняк для получения оксида кальция, который затем сплавляют с коксом (углеродом) для получения карбида кальция.

$CaCO_3 \xrightarrow{t} CaO + CO_2\uparrow$

$CaO + 3C \xrightarrow{2000-2500^\circ C} CaC_2 + CO\uparrow$

Затем из карбида кальция действием воды получают ацетилен:

$CaC_2 + 2H_2O \rightarrow C_2H_2\uparrow + Ca(OH)_2$

2. Получение бензола ($C_6H_6$). Бензол получают из ацетилена путем его каталитической тримеризации при пропускании над активированным углем при высокой температуре (реакция Зелинского):

$3C_2H_2 \xrightarrow{C_{акт.}, 600^\circ C} C_6H_6$

3. Получение нитробензола ($C_6H_5NO_2$). Бензол нитруют с помощью нитрующей смеси (смесь концентрированных азотной и серной кислот):

$C_6H_6 + HNO_3(конц.) \xrightarrow{H_2SO_4(конц.), t=50-60^\circ C} C_6H_5NO_2 + H_2O$

4. Получение анилина ($C_6H_5NH_2$). Анилин получают восстановлением нитробензола. Классическим промышленным и лабораторным методом является реакция Зинина, в которой в качестве восстановителя используют металлическое железо (в виде стружек) в присутствии соляной кислоты:

$C_6H_5NO_2 + 3Fe + 6HCl \xrightarrow{t} C_6H_5NH_2 + 3FeCl_2 + 2H_2O$

Таким образом, осуществлен полный синтез анилина из неорганических исходных веществ.

Ответ:

Предложен следующий способ синтеза анилина из неорганических веществ, представленный в виде цепочки химических превращений:

$CaCO_3 \xrightarrow{t} CaO \xrightarrow{+C, t} CaC_2 \xrightarrow{+H_2O} C_2H_2 \xrightarrow{C_{акт.}, t} C_6H_6 \xrightarrow{+HNO_3/H_2SO_4, t} C_6H_5NO_2 \xrightarrow{+Fe/HCl, t} C_6H_5NH_2$