Question

3．丙烯酸甲酯是一種重要的工業(yè)原料，某實(shí)驗(yàn)小組制取丙烯酸甲酯的裝置如圖所示．

Ⅰ．實(shí)驗(yàn)步驟如下：
①向三頸瓶中依次加入：10.0mL丙烯酸（CH₂=CHCOOH）、適量的濃硫酸、10.0mL無水甲醇、
2粒沸石，按圖示裝置連接好冷凝管，用攪拌棒攪拌，水浴加熱．
②充分反應(yīng)后，冷卻，向混合液中加入5% Na₂CO₃溶液洗至中性．
③分液，取上層油狀液體，再用無水Na₂SO₄干燥后蒸餾，收集70℃～90℃餾分．
可能用到的信息：

	密度	沸點(diǎn)	溶解性
丙烯酸	1.05g/cm3	141℃	與水互溶，易溶于有機(jī)溶劑	有毒
甲醇	0.79g/cm3	64.7℃	與水互溶，易溶于有機(jī)溶劑	易揮發(fā)，有毒
丙烯酸甲酯	0.95g/cm3	80.5℃	難溶于水，易溶于有機(jī)溶劑	易揮發(fā)

請(qǐng)回答下列問題：
（1）儀器c的名稱是分液漏斗．
（2）混合液用5% Na₂CO₃溶液洗滌的作用是除去丙烯酸、濃硫酸等酸性物質(zhì)．
（3）該實(shí)驗(yàn)中應(yīng)采用的安全防護(hù)措施有通風(fēng)櫥中實(shí)驗(yàn)．（1條即可）
Ⅱ．為測(cè)定上述反應(yīng)中丙烯酸甲酯的產(chǎn)率，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)：
①將油狀物質(zhì)提純后平均分成5份，取出1份置于錐形瓶中，加入2.5mol/L的KOH溶液10.0mL，加熱使之完全水解．
②用酚酞做指示劑，向冷卻后的溶液中滴加0.5mol/L的HCl溶液，中和過量的KOH，滴到終點(diǎn)時(shí)共消耗鹽酸20.00mL．
（4）請(qǐng)寫出（Ⅱ）操作①中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式CH₂=CHCOOCH₃+KOH$\stackrel{△}{→}$CH₂=CHCOOK+CH₃OH．
（5）計(jì)算本次酯化反應(yīng)丙烯酸甲酯的產(chǎn)率．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)裝置圖可知儀器c的名稱；
（2）混合液中有丙烯酸甲酯、丙烯酸、甲醇，丙烯酸能與Na₂CO₃溶液反應(yīng)，甲醇能溶于碳酸鈉溶液中；
（3）丙烯酸和甲醇都是易燃的所以要防止明火，甲醇易揮發(fā)，所以要在通風(fēng)櫥中實(shí)驗(yàn)；
（4）操作①中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為CH₂=CHCOOCH₃和KOH 反應(yīng)；
（5）中和過量的KOH，滴到終點(diǎn)時(shí)共消耗鹽酸20.00mL，即0.5×0.02mol=0.01mol，所以用于水解的KOH的物質(zhì)的量為0.025mol-0.01mol=0.015mol，所以用于生成CH₂=CHCOOCH₃的CH₂=CHCOOH的質(zhì)量為0.015mol×72g/mol=1.08g，參加實(shí)驗(yàn)的樣品為原樣品的$\frac{1}{5}$，據(jù)此可計(jì)算丙烯酸的轉(zhuǎn)化率．

解答 解：（1）根據(jù)裝置圖可知儀器c的名稱為分液漏斗，
故答案為：分液漏斗；
（2）混合液中有丙烯酸甲酯、丙烯酸、甲醇，丙烯酸能與Na₂CO₃溶液反應(yīng)，甲醇能溶于碳酸鈉溶液中，所以用5%0Na₂CO₃溶液洗滌的目的是除去混合液中的丙烯酸和甲醇（降低丙烯酸甲酯的溶解度），
故答案為：除去丙烯酸、濃硫酸等酸性物質(zhì)；
（3）丙烯酸和甲醇都是易燃的所以要防止明火，甲醇易揮發(fā)，所以要在通風(fēng)櫥中實(shí)驗(yàn)，所以本實(shí)驗(yàn)中需要采取的安全防護(hù)措施為通風(fēng)櫥中實(shí)驗(yàn)、防止明火，
故答案為：通風(fēng)櫥中實(shí)驗(yàn)；
（4）操作①中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為：CH₂=CHCOOCH₃+KOH $\stackrel{△}{→}$CH₂=CHCOOK+CH₃OH，
故答案為：CH₂=CHCOOCH₃+KOH $\stackrel{△}{→}$CH₂=CHCOOK+CH₃OH；
（5）中和過量的KOH，滴到終點(diǎn)時(shí)共消耗鹽酸20.00mL，即0.5×0.02mol=0.01mol，所以用于水解的KOH的物質(zhì)的量為0.025mol-0.01mol=0.015mol，所以用于生成CH₂=CHCOOCH₃的CH₂=CHCOOH的質(zhì)量為0.015mol×72g/mol=1.08g，參加實(shí)驗(yàn)的樣品為原樣品的$\frac{1}{5}$，所以丙烯酸的轉(zhuǎn)化率為$\frac{1.08}{10×\frac{1}{5}}$×100%=54.0%，
答：產(chǎn)率為54.0%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查有機(jī)物的合成，側(cè)重對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的考查，涉及對(duì)裝置的理解、物質(zhì)的分離提純、對(duì)實(shí)驗(yàn)條件的控制、對(duì)數(shù)據(jù)的分析處理等，難度中等，需要學(xué)生基本知識(shí)的基礎(chǔ)與靈活運(yùn)用能力．