Question

9．苯甲酸甲酯是一種重要的工業(yè)原料，某化學小組采用如圖1裝置，以苯甲酸、甲醇為原料制取苯甲酸甲酯．有關物質的物理性質見如表所示：

	苯甲酸	甲醇	苯甲酸甲酯
熔點/℃	122.4	-97	-12.3
沸點/℃	249	64.3	199.6
密度/g．cm-3	1.2659	0.792	1.0888
水溶性	微溶	互溶	不溶

Ⅰ．合成苯甲酸甲酯粗產品
在圓底燒瓶中加入0.1mol苯甲酸和0.4mol 甲醇，再小心加入 3mL濃硫酸，混勻后，投入幾粒沸石，小心加熱使反應完全，得苯甲酸甲酯粗產品．
（1）甲裝置的作用是：冷凝回流；冷卻水從b（填“a”或“b”）口進入．
（2）化學小組在實驗中用過量的反應物甲醇，其理由是該合成反應是可逆反應，甲醇比苯甲酸價廉，且甲醇沸點低，易損失，增加甲醇投料量提高產率或苯甲酸的轉化率．
Ⅱ．粗產品的精制
苯甲酸甲酯粗產品中往往含有少量甲醇、硫酸、苯甲酸和水等，現擬用如圖2流程進行精制．
（3）試劑1可以是B（填編號），作用是洗去苯甲酸甲酯中過量的酸；
A．稀硫酸          B．碳酸鈉溶液           C．乙醇
（4）操作2中，收集產品時，控制的溫度應在199.6℃；
（5）實驗制得的苯甲酸甲酯精品質量為10g，則苯甲酸的轉化率為73.5%；
（6）本實驗制得的苯甲酸甲酯的產量低于理論產量，可能的原因是C（填編號）．
A．蒸餾時從100℃開始收集產品    B．甲醇用量多了   C．制備粗品時苯甲酸被蒸出．

Answer 1

分析 （1）有機物易揮發(fā)，B的作用是冷凝回流；根據逆流原理通入冷凝水；
（2）該合成反應是可逆反應，甲醇比苯甲酸價廉，且甲醇沸點低，易損失，增加甲醇投料量提高產率；
（3）由流程圖可知，操作1是洗去苯甲酸甲酯中的硫酸、苯甲酸；
（4）操作2采取蒸餾的方法，將苯甲酸甲酯與甲醇、水分離，由苯甲酸甲酯的沸點可知應收集沸點199.6℃的餾分；
（5）令苯甲酸的轉化率為a，根據關系式C₇H₆O₂～C₈H₈O₂中質量定比關系列方程計算；
（6）蒸餾時從100℃開始收集產品，會收集到水分，苯甲酸甲酯的質量應偏大，甲醇用量多可以提高苯甲酸的轉化率，制備粗品時苯甲酸被蒸出，苯甲酸的利用率降低．

解答 解：（1）有機物易揮發(fā)，B的作用是冷凝回流；根據逆流原理通入冷凝水，應從b口通入冷凝水，
故答案為：冷凝回流；b；
（2）該合成反應是可逆反應，甲醇比苯甲酸價廉，且甲醇沸點低，易損失，增加甲醇投料量提高產率，故實驗中用過量的反應物甲醇，
故答案為：該合成反應是可逆反應，甲醇比苯甲酸價廉，且甲醇沸點低，易損失，增加甲醇投料量提高產率或苯甲酸的轉化率；
（3）由流程圖可知，操作1是洗去苯甲酸甲酯中的硫酸、苯甲酸，應選擇碳酸鈉溶液，
故答案為：B；洗去苯甲酸甲酯中過量的酸；
（4）操作2采取蒸餾的方法，將苯甲酸甲酯與甲醇、水分離，由苯甲酸甲酯的沸點可知應收集沸點199.6℃的餾分，故應控制溫度199.6℃，
故答案為：199.6；
（5）0.1mol苯甲酸的質量為0.1mol×122g/mol=12.2g，令苯甲酸的轉化率為a，則：
C₇H₆O₂～～～C₈H₈O₂
122         136
12.2g×a     10g
所以，122：12.2a g=136：10g，解得a=73.5%，
故答案為：73.5%；
（6）A．蒸餾時從100℃開始收集產品，會收集到水分，苯甲酸甲酯的質量應偏大，苯甲酸甲酯的產量應大于理論產量，故A不符合；
B．甲醇用量多可以提高苯甲酸的轉化率，苯甲酸甲酯的產量應增大，故B不符合；
C．制備粗品時苯甲酸被蒸出，苯甲酸的利用率降低，導致苯甲酸甲酯的產量降低，故C符合，
故答案為：C．

點評 本題考查有機物的合成，側重對化學實驗的考查，涉及對裝置的理解、物質的分離提純、對實驗條件的控制、對數據的分析處理等，題目難度中等，需要學生基本知識的基礎與靈活運用能力．