Question

19．阿司匹林（乙酰水楊酸，）是世界上應(yīng)用最廣泛的解熱、鎮(zhèn)痛和抗炎藥．乙酰水楊酸受熱易分解，分解溫度為128℃～135℃．某學(xué)習(xí)小組在實驗室以水楊酸（鄰羥基苯甲酸）與醋酸酐[（CH₃CO）₂O]為主要原料合成阿司匹林，反應(yīng)原理如下：

制備基本操作流程如下：
醋酸酐+水楊酸$\stackrel{濃硫酸}{→}$$\stackrel{搖勻}{→}$$\stackrel{85-90℃℃加熱}{→}$$\stackrel{冷卻}{→}$$→_{洗滌}^{減壓過濾}$粗產(chǎn)品
主要試劑和產(chǎn)品的物理常數(shù)如下表所示：

名稱	相對分子質(zhì)量	熔點或沸點（℃）	水
水楊酸	138	158（熔點）	微溶
醋酸酐	102	139.4（沸點）	易水解
乙酰水楊酸	180	135（熔點）	微溶

請根據(jù)以上信息回答下列問題：
（1）制備阿司匹林時，要使用干燥的儀器的原因是乙酸酐與水反應(yīng)．
（2）合成阿司匹林時，最合適的加熱方法是水浴加熱．
（3）提純粗產(chǎn)品流程如下，加熱回流裝置如圖：
粗產(chǎn)品$→_{沸石}^{乙酸乙酯}$$→_{回流}^{加熱}$$\stackrel{趁熱過濾}{→}$$→_{減壓過濾}^{冷卻}$$→_{干燥}^{洗滌}$乙酰水楊酸

①使用溫度計的目的是控制加熱的溫度，防止乙酰水楊酸受熱易分解．
②冷凝水的流進(jìn)方向是a（填“a”或“b”）；
③趁熱過濾的原因是防止乙酰水楊酸結(jié)晶析出．
④下列說法正確的是abc（填選項字母）．
a．此種提純方法中乙酸乙酯的作用是做溶劑
b．此種提純粗產(chǎn)品的方法叫重結(jié)晶
c．根據(jù)以上提純過程可以得出阿司匹林在乙酸乙酯中的溶解度低溫時小
d．可以用紫色石蕊溶液判斷產(chǎn)品中是否含有未反應(yīng)完的水楊酸
（4）在實驗中原料用量：2.0g水楊酸、5.0mL醋酸酐（ρ=1.08g/cm³），最終稱得產(chǎn)品質(zhì)量為2.2g，則所得乙酰水楊酸的產(chǎn)率為84.3%（用百分?jǐn)?shù)表示，小數(shù)點后一位）．

Answer 1

分析 （1）由于乙酸酐與水反應(yīng)發(fā)生水解反應(yīng)，制備中儀器應(yīng)干燥；
（2）控制溫度在85℃～90℃，溫度低于100℃，應(yīng)采取水浴加熱；
（3）①乙酰水楊酸受熱易分解，分解溫度為128℃～135℃；
②采取逆流原理通入冷凝水，充滿冷凝管，充分冷凝回流；
③防止乙酰水楊酸結(jié)晶析出；
④利用水楊酸、乙酰水楊酸在乙酸乙酯中溶解度不同就行分離提純，水楊酸與乙酰水楊酸均含有羧基，且在水中微弱，不能用紫色石蕊溶液判斷產(chǎn)品中是否含有未反應(yīng)完的水楊酸；
（4）計算水楊酸、乙酸酐的物質(zhì)的量，進(jìn)行過量判斷，根據(jù)不足量的物質(zhì)計算理論產(chǎn)量，進(jìn)而計算產(chǎn)率．

解答 解：（1）乙酸酐容易發(fā)生水解生成乙酸，故儀器應(yīng)干燥，防止乙酸酐水解，
故答案為：乙酸酐與水反應(yīng)；
（2）控制溫度在85℃～90℃，溫度低于100℃，應(yīng)采取水浴加熱，便于控制溫度，防止乙酰水楊酸受熱易分解，
故答案為：水浴加熱；
（3）①乙酰水楊酸受熱易分解，分解溫度為128℃～135℃，使用溫度計的目的是控制加熱的溫度，防止乙酰水楊酸受熱易分解，
故答案為：乙酰水楊酸受熱易分解；
②采取逆流原理通入冷凝水，充滿冷凝管，充分冷凝回流，冷凝水從a口進(jìn)，從b口出，
故答案為：a；
③趁熱過濾，防止乙酰水楊酸結(jié)晶析出，減少損失，
故答案為：防止乙酰水楊酸結(jié)晶析出；
④乙酸乙酯起溶劑作用，趁熱過濾除去水楊酸，再冷卻結(jié)晶析出乙酰水楊酸，說明低溫時乙酰水楊酸在乙酸乙酯中的溶解度較小，利用水楊酸、乙酰水楊酸在乙酸乙酯中溶解度不同就行分離提純，這種分離提純方法為重結(jié)晶，由于水楊酸與乙酰水楊酸均含有羧基，且在水中微弱，不能用紫色石蕊溶液判斷產(chǎn)品中是否含有未反應(yīng)完的水楊酸，
故選：abc；
（4）水楊酸的相對分子質(zhì)量為138，n（水楊酸）=2.0 g÷138g/mol=0.0145mol，n（乙酸酐）=（5.0 mL×1.08 g/cm³）÷102g/mol=0.0529mol，由于乙酸酐的物質(zhì)的量大于水楊酸，所以得到的乙酰水楊酸應(yīng)該按照水楊酸來計算，故理論上得到乙酰水楊酸的質(zhì)量為0.0145mol×180g/mol=2.61g，所以乙酰水楊酸的產(chǎn)率為（2.2g÷2.61g）×100%=84.3%，
故答案為：84.3%．

點評 本題考查有機物制備實驗方案設(shè)計與評價，注意對題目信息的應(yīng)用，（3）中注意根據(jù)流程理解分離提純方法，較好的考查學(xué)生分析解決問題的能力，題目難度中等．