【題目】苯甲酸乙酯(C9H10O2)的別名為安息香酸乙酯。它是一種無色透明液體,不溶于水,有芳香氣味,用于配制香水、香精和人造精油,大量用于食品工業(yè)中,也可用作有機合成中間體、溶劑等。其制備方法為: +CH3CH2OH+H2O

已知:苯甲酸在100℃會迅速升華。相關有機物的性質如表所示。

名稱

相對分子質量

顏色、狀態(tài)

沸點/

密度/gcm-3

苯甲酸

122

無色片狀晶體

249

1.2659

苯甲酸乙酯

150

無色澄清液體

212.6

1.05

乙醇

46

無色澄清液體

78.3

0.7893

環(huán)己烷

84

無色澄清液體

80.8

0.7318

實驗步驟如下:

①在圓底瓶中加入12.20g苯甲酸,25mL95%的乙醇(過量),20mL環(huán)己烷以及4mL濃硫酸,混合均勻并加入沸石,按如圖所示裝置裝好儀器,控制溫度在65~70℃加熱回流2h。利用分水器不斷分離除去反應生成的水,回流環(huán)己烷和乙醇。

②反應結束,打開旋塞放出分水器中的液體后,關閉旋塞,繼續(xù)加熱,至分水器中收集到的液體不再明顯增加,停止加熱。

③將燒瓶內反應液倒入盛有適量水的燒杯中,分批加入Na2CO3至溶液呈中性。用分液漏斗分出有機層,水層用25mL乙醚,靜置,過濾,對濾液進行蒸餾,低溫蒸出乙醚和環(huán)己烷后,繼續(xù)升溫,接收210~213℃的餾分。

④檢驗合格,測得產品體積為12.86mL。

回答下列問題:

1)在該實驗中,圓底燒瓶的容積最適合的是________(填序號)。

A. 25mL B.50mL C. 100mL D. 250mL

2)步驟①中使用分水器不斷分離除去水的目的是___________。

3)步驟②中應控制蒸餾的溫度為_______(填序號)。

A. 65~70 B. 78~80 C. 80~85 D. 215~220

4)步驟③加入Na2CO3的作用是_______;若Na2CO3的加入量不足,在之后蒸餾時,蒸餾燒瓶中可見到白煙生成,產生該現(xiàn)象的原因是________。

5)關于步驟③中的萃取分液操作的敘述正確的是__________(填序號)。

A. 水溶液中加入乙醚,轉移至分液漏斗中,塞上玻璃塞,分液漏斗倒轉過來,用力振搖

B. 振搖幾次后需打開分液漏斗上口的玻璃塞放氣

C. 經幾次振搖并放氣后,手持分液漏斗靜置待液體分層

D. 放出液體時,應打開上口玻璃塞或將玻璃塞上的凹槽對準漏斗口上的小孔

6)計算可得本實驗的產率為__________。

【答案】C 提高反應的產率 C 除去濃硫酸和未反應的苯甲酸 苯甲酸乙酯中混有未除凈的苯甲酸,在受熱至100℃時發(fā)生升華 AD 90.02%

【解析】

(1)根據(jù)圓底燒瓶中盛裝的液體的總體積確定規(guī)格;

(2)分離出水,能提高反應的產率;

(3)步驟②的主要目的是蒸出反應液中的環(huán)己烷和乙醇,根據(jù)沸點進行分析;

(4) Na2CO3為強堿弱酸鹽,水溶液呈堿性,可中和濃硫酸即苯甲酸;量不足時,不能將苯甲酸完全除盡;

(5) A. 水溶液中加入乙醚,轉移至分液漏斗中,塞上玻璃塞,分液漏斗倒轉過來,用力振搖;

B.放氣時,分液漏斗應倒置,緩慢打開旋塞;

C. 經幾次振搖并放氣后,將分液漏斗置于鐵架臺上靜置待液體分層;

D. 放出液體時,應打開上口玻璃塞或將玻璃塞上的凹槽對準漏斗口上的小孔;

(6)根據(jù)苯甲酸的質量計算出理論上生成苯甲酸乙酯的質量,再根據(jù)苯己酸乙酯的密度和體積計算出實際生成的苯甲酸乙酯的質量,二者結合得到產率。

(1)圓底燒瓶加熱時盛裝的液體不超過容積的,所加液體總體積為25+20+4=49ml,因此選擇的圓底燒瓶的溶劑為100ml,答案選C;

(2)分離出水,能提高反應的產率;

(3)步驟②的主要目的是蒸出反應液中的環(huán)己烷和乙醇,故溫度選擇85~90℃;

(4) Na2CO3是具有堿性的強堿弱酸鹽,能中和作催化劑的濃硫酸及未反應的苯甲酸;若加入Na2CO3的量不足,則與碳酸鈉反應的苯甲酸可能未完全除盡,受熱至100℃時會發(fā)生升華;

(5) A. 水溶液中加入乙醚,轉移至分液漏斗中,塞上玻璃塞,分液漏斗倒轉過來,用力振搖,A項正確;

B.放氣時,分液漏斗應倒置,緩慢打開旋塞,B項錯誤;

C. 經幾次振搖并放氣后,將分液漏斗置于鐵架臺上靜置待液體分層,C項錯誤;

D. 放出液體時,應打開上口玻璃塞或將玻璃塞上的凹槽對準漏斗口上的小孔,D項正確;

答案選AD;

(6)12.20g苯甲酸理論上可得15.00g苯甲酸乙酯,實際得到12.86cm3×1.05gcm-3=13.503g,計算可得產率為×100%=90.02%。

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