Question

苯甲酸乙酯(C₉H₁₀O₂)別名為安息香酸乙酯，它是一種無色透明液體，不溶于水，稍有水果氣味。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(jī)合成中間體、溶劑等。其制備方法為：＋CH₃CH₂OH＋H₂O

已知：

名稱	相對分子質(zhì)量	顏色、狀態(tài)	沸點(diǎn)(℃)	密度(g·cm－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

*苯甲酸在100 ℃會迅速升華。

實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①在100 mL圓底燒瓶中加入12.20 g苯甲酸、25 mL 95%的乙醇(過量)、20 mL環(huán)己烷以及4 mL濃硫酸，混合均勻并加入沸石，按如圖所示裝好儀器，控制溫度在65～70 ℃加熱回流2 h。利用分水器不斷分離除去反應(yīng)生成的水，回流環(huán)己烷和乙醇。

②反應(yīng)結(jié)束，打開旋塞放出分水器中液體后，關(guān)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(nèi)反應(yīng)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(jī)層，水層用25 mL乙醚萃取分液，然后合并至有機(jī)層。加入氯化鈣，對粗產(chǎn)物進(jìn)行蒸餾，低溫蒸出乙醚后，繼續(xù)升溫，接收210～213 ℃的餾分。

④檢驗(yàn)合格，測得產(chǎn)品體積為12.86 mL。

回答下列問題：

(1)步驟①中加入沸石的作用是________________；如果加熱一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)忘記加沸石，應(yīng)該采用的正確操作是______________。

(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(yīng)控制餾分的溫度在________。

A．65～70 ℃                                                B．78～80 ℃

C．85～90 ℃                                                D．215～220 ℃

(4)步驟③加入Na₂CO₃的作用是________________；采取分批加入Na₂CO₃而不是一次性加入的原因是________________；若Na₂CO₃加入不足，在之后蒸餾時(shí)，蒸餾燒瓶中可見到白煙生成，產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因是________________。

(5)關(guān)于步驟③中的分液操作敘述正確的是________。

A．水溶液中加入乙醚，轉(zhuǎn)移至分液漏斗中，塞上玻璃塞，將分液漏斗倒轉(zhuǎn)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(jīng)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(shí)，應(yīng)打開上口玻璃塞或?qū)⒉Ａ�塞上的凹槽對�?zhǔn)漏斗口上的小孔

(6)計(jì)算本實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)率為________________。

Answer 1

解析：本題考查了有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)知識，意在考查考生對相關(guān)知識的理解與應(yīng)用能力。(1)沸石的作用是防止暴沸。若加熱時(shí)忘記加沸石，應(yīng)停止加熱，冷卻后及時(shí)補(bǔ)加。(2)及時(shí)分離出水，使平衡不斷正向移動(dòng)，獲得更多的苯甲酸乙酯。(3)步驟②中應(yīng)控制餾分的溫度在85～90 ℃，其目的是把多余的環(huán)己烷、乙醇蒸餾出去，獲得硫酸、苯甲酸和苯甲酸乙酯的混合物。(4)在混合物中加入Na₂CO₃的作用是除去硫酸和未反應(yīng)的苯甲酸，使之生成鹽類，進(jìn)入水層，分液、蒸餾提純后，可獲得純凈的產(chǎn)品。分批加入Na₂CO₃是為了防止反應(yīng)過于劇烈，產(chǎn)生大量泡沫而使液體溢出。根據(jù)題目信息可知，苯甲酸不穩(wěn)定，加熱至100 ℃時(shí)發(fā)生升華，若Na₂CO₃加入不足，有苯甲酸剩余，在蒸餾時(shí)，蒸餾燒瓶中可見到白煙生成。(5)萃取時(shí)要振蕩，萃取劑揮發(fā)，分液漏斗中的壓強(qiáng)增大，所以要放氣，但放氣時(shí)漏斗是倒置的，只能打開活塞放氣。靜置時(shí)需放在鐵架臺的鐵圈上，(6)12.20 g苯甲酸是0.1 mol，應(yīng)該生成苯甲酸乙酯0.1 mol×150 g/mol＝15 g，實(shí)際生成的是12.86 mL×1.05 g/mL＝13.5 g，故產(chǎn)率是13.5 g÷15 g×100%＝90%。

答案：(1)防止暴沸(1分)　冷卻后補(bǔ)加(1分)

(2)使平衡不斷正向移動(dòng)(1分)

(3)C(1分)

(4)除去硫酸和未反應(yīng)的苯甲酸(2分)　防止反應(yīng)過于劇烈，產(chǎn)生大量泡沫而使液體溢出(2分)　苯甲酸乙酯中混有未除凈的苯甲酸，在受熱至100 ℃時(shí)發(fā)生升華(2分)

(5)AD(2分)　(6)90%(2分)