Question

【題目】甲基丙烯酸甲酯的結(jié)構(gòu)簡式為，是有機(jī)玻璃的單體，其一種實(shí)驗(yàn)室制備方法如下：實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示（夾持裝置及微波加熱裝置已略去）：

實(shí)驗(yàn)步驟如下：

Ⅰ量取86ml甲基丙烯酸置于燒杯中，在攪拌的同時(shí)加入5ml濃硫酸，冷卻至室溫，再加入50ml甲醇，攪拌，混合均勻；

Ⅱ將混合溶液注入圖1裝置的反應(yīng)器中，加入磁力攪拌子，微波加熱溫度為105℃，持續(xù)加熱，充分反應(yīng)；

Ⅲ純化產(chǎn)品，流程如圖2所示：

已知：

溶解性	可溶于有機(jī)物、水	可溶于熱水、酯	難溶于水、可溶于有機(jī)物
密度/gcm-3	0.79	1.01	0.94
沸點(diǎn)/℃	64.7	161	100~101
相對(duì)分子質(zhì)量	32	86	100

回答下列問題：

（1）制備甲基丙烯酸甲酯的化學(xué)方程式為______________________________。

（2）圖1中儀器X的名稱為________________，其進(jìn)水口應(yīng)為________________(填“a”或“b”)口。

（3）采用微波加熱可準(zhǔn)確控制反應(yīng)溫度和時(shí)間，若反應(yīng)溫度控制不好，可能有副產(chǎn)物產(chǎn)生，寫出一種有機(jī)副產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式：_________。

（4）從分水器中及時(shí)分離出水的目的是_____________________，如果分水器中的水層不再增厚，則表明__________________________。

（5）純化過程中，用“飽和碳酸鈉溶液洗滌”的目的是_______________________________；完成操作C應(yīng)選____________(填選項(xiàng)字母，下同)裝置，完成操作D應(yīng)選____________裝置。

（6）本實(shí)驗(yàn)中甲基丙烯酸甲酯的產(chǎn)率為_________________保留三位有效數(shù)字。

Answer 1

【答案】 球形冷凝管 a 促進(jìn)酯化反應(yīng)平衡正向移動(dòng)，提高原料利用率 制備甲基丙烯酸甲酯的反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài) 降低甲基丙烯酸甲酯的溶解度，并除去產(chǎn)品中殘留的酸性雜質(zhì) d a

【解析】

（1） 甲基丙烯酸與甲醇在濃硫酸作催化劑和吸水劑的條件下反應(yīng)生成甲基丙烯酸甲酯和水；

（2）根據(jù)裝置圖確定儀器X的名稱；冷凝管進(jìn)出水方向“下進(jìn)上出”；

（3）若反應(yīng)溫度控制不好，可發(fā)生甲醇的分子間脫水，生成二甲醚；

（4）酯化反應(yīng)為可逆反應(yīng)，可從影響平衡移動(dòng)的因素的角度分析；如果分水器中的水層不再增厚，說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；

（5）用“飽和碳酸鈉溶液洗滌”可除去雜質(zhì)，同時(shí)降低甲基丙烯酸甲酯的溶解度；操作C為分液；操作D為固液分離，據(jù)此作答；

（6）根據(jù)加入的甲基丙烯酸的體積與密度可計(jì)算出其質(zhì)量，計(jì)算出甲基丙烯酸的物質(zhì)的量后可進(jìn)一步計(jì)算出甲基丙烯酸甲酯的物質(zhì)的量，再計(jì)算出質(zhì)量，最后計(jì)算產(chǎn)率。

（1）制備甲基丙烯酸甲酯的化學(xué)方程式為；

（2）儀器X的名稱為（球形）冷凝管，作用為冷凝回流，其進(jìn)水口應(yīng)為a口；

（3）若反應(yīng)溫度控制不好，甲醇可以發(fā)生分子間脫水反應(yīng)生成甲醚，可能產(chǎn)生的副產(chǎn)物有等；

（4）酯化反應(yīng)為可逆反應(yīng)，從分水器中及時(shí)分離出水的目的是促進(jìn)酯化反應(yīng)平衡正向移動(dòng)，提高原料利用率；如果分水器中的水層不再增厚，則表明制備甲基丙烯酸甲酯的反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；

（5）純化過程中，用飽和碳酸鈉溶液洗滌的目的是降低甲基丙烯酸甲酯的溶解度，并除去產(chǎn)品中殘留的酸性雜質(zhì)；操作C分離互不相溶的液體，用分液，應(yīng)選d裝置；操作D為固液分離，應(yīng)選a裝置；

（6）由計(jì)算知，甲醇過量，則甲基丙烯酸甲酯的理論產(chǎn)量為，產(chǎn)率為。