Question

乙酰水楊酸俗稱阿司匹林，是一種歷史悠久的解熱鎮(zhèn)痛藥。合成原理是：

虛框中為提純原理，是為了除去該反應的副產(chǎn)物：水楊酸酐、乙酰水楊酸水楊酯、乙酰水楊酸酐和聚合物等。水楊酸（熔點158℃）和乙酰水楊酸（熔點135℃）微溶于冷水、可溶于熱水和乙酸乙酯。生產(chǎn)流程是：

 

（1）操作I、III的名稱是       ；使用熱水浴加熱的原因是                    。

（2）可以循環(huán)利用的是        ；固體2的成份是                             。

（3）為了檢驗產(chǎn)品中是否含有水楊酸，并進行精制（除去產(chǎn)品中的其它反應物和副產(chǎn)物），進行以下操作，請完成下表：

序號	操作	現(xiàn)象	結論
檢 驗	取幾粒產(chǎn)品晶體投入裝適量熱水的試管中，振蕩	得無色溶液
向試管中滴入        溶液	.	產(chǎn)品中有水楊酸
重 結晶	將粗產(chǎn)品溶于適量的水中，水浴加熱，趁熱過濾，將濾液                 ，抽濾	有晶體析出	精產(chǎn)品

 

（4）用中和法測定產(chǎn)品純度：

取a g產(chǎn)品溶解于V₁ mL1mol/L的NaOH溶液中，加熱使乙酰水楊酸水解，再用1 mol/L的鹽酸滴定過量的NaOH，當?shù)味ńK點時消耗鹽酸V₂ mL；計算出產(chǎn)品純度為                             （只需列出計算表達式，不必化簡。乙酰水楊酸分子量為180）。

 

Answer 1

【答案】

（17分）

（1）（共4分）過濾（2分，從信息水楊酸和乙酰水楊酸的熔點看出它們常溫是固體，而副產(chǎn)物分子量更大，常溫更是固體，所以分離用過濾）    易于控制反應溫度在50-60℃（2分。只答出50-60℃、沒有“易于控制溫度”字樣只給1分）

（2）（共4分）溶液1（2分。說明：方框二中殘余反應物暗示）     副產(chǎn)物（或水楊酸酐、乙酰水楊酸水楊酯、乙酰水楊酸酐和聚合物其中一種。2分）[說明：信息中的水楊酸和乙酰水楊酸的物理常數(shù)暗示為固體] 

（3）（共6分）   檢驗：三氯化鐵溶液（2分）    出現(xiàn)紫色（2分）

重結晶：冷卻至室溫（或降溫結晶、或冷卻結晶。2分。說明：信息中的水楊酸和乙酰水楊酸微溶于冷水、可溶于熱水，說明要得到更多的產(chǎn)物需降溫結晶）

（4）（共3分）（或 、，合理列式均給分）  [說明：1mol乙酰水楊酸徹底水解時最多可中和3molNaOH]

【解析】

試題分析：（1）從信息水楊酸和乙酰水楊酸的熔點看出它們常溫是固體，且二者可溶于熱水，微溶于冷水，則乙酰水楊酸及殘余的水楊酸、水楊酸分子內(nèi)酯化成的環(huán)狀酯等為固體I的主要成分，乙酸與水以任意比例互溶，則溶液I的主要成份是反應副產(chǎn)物乙酸、反應殘余物水楊酸等，所以分離固體I、溶液I的操作I為過濾；根據(jù)已知合成原理可知，水楊酸與乙酸酐在濃H₂SO₄、50-60℃下發(fā)生取代反應反應，生成乙酰水楊酸和乙酸，則使用熱水浴加熱的原因是易于控制反應溫度在50-60℃；（2）由于溶液I中含有殘余反應物水楊酸，因此可以循環(huán)利用；根據(jù)虛框中的提純原理可知，羧酸的酸性比碳酸強，則固體I中的乙酰水楊酸能溶于飽和碳酸鈉溶液，而副產(chǎn)物中的水楊酸酐、乙酰水楊酸水楊酯、乙酰水楊酸酐和水楊酸縮聚反應產(chǎn)生的高聚酯等不溶于飽和碳酸鈉溶液，因此固體2的成分是副產(chǎn)物（或水楊酸酐、乙酰水楊酸水楊酯、乙酰水楊酸酐和聚合物其中一種）；（3）水楊酸的官能團是羧基和酚羥基，前者可用氣體法檢驗，后者可用顯色反應法或沉淀法檢驗，因此可用向步驟1所得溶液中滴入過量飽和NaHCO₃溶液（或少量FeCl₃溶液或少量飽和溴水），若產(chǎn)生無色無味氣體（或溶液顯紫色或產(chǎn)生白色沉淀），說明產(chǎn)品中含有水楊酸；因為信息中的水楊酸和乙酰水楊酸微溶于冷水、可溶于熱水，說明要得到更多的產(chǎn)物需降溫結晶，則重結晶時，將粗產(chǎn)品溶于適量蒸餾水中，水浴加熱，趁熱過濾，將濾液冷卻至室溫（或降溫結晶、或冷卻結晶）；（4）首先，用c•V=n求NaOH總的物質的量；其次，由NaOH與HCl中和滴定時的系數(shù)之比等于物質的量之比求過量NaOH的物質的量；第三步，由二者之差求與乙酸水楊酸反應的NaOH的量；第四步，由于1分子乙酰水楊酸最多與3分子NaOH反應，根據(jù)乙酰水楊酸與NaOH的系數(shù)之比等于物質的量之比求乙酰水楊酸的物質的量；第五步，由nM=m求乙酰水楊酸的質量；最后，根據(jù)乙酰水楊酸的質量除以產(chǎn)品的質量求產(chǎn)品純度；綜合上述計算，可得產(chǎn)品的純度計算表達式為

×100%。

考點：考查化學實驗方案的設計與評價，涉及混合物分離提純的操作名稱、解釋水浴加熱的原因、生產(chǎn)流程中可以循環(huán)利用的物質、濾渣2的成分、設計實驗方案檢驗水楊酸的存在、設計粗水楊酸重結晶的實驗方案、計算水楊酸精品純度、物質的量濃度與物質的量的計算、物質的量在化學方程式計算中的應用、過量問題的計算等。