Question

15．丙烯酸甲酯是一種重要的工業(yè)原料，某實驗小組制取丙烯酸甲酯的裝置如圖1所示：
①10.0g丙烯酸和6.0g甲醇放置于三頸燒瓶中，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：

	沸點	溶解性	著火點（閃點）	毒性
丙烯酸	142℃	與水互溶，易溶于有機溶劑	54℃	有毒
甲醇	65℃	與水互溶，易溶于有機溶劑	11℃	有毒
丙烯酸甲酯	80.5℃	難溶于水，易溶于有機溶劑	不詳	無毒

（注閃點低于50⁰C屬于極易燃燒物質(zhì)）回答下列問題：
（1）儀器c的名稱是分液漏斗．
（2）混合液用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）．

（3）請寫出配制100g 5% Na₂CO₃溶液所使用的玻璃儀器燒杯、玻璃棒、量筒．
（4）關(guān)于產(chǎn)品的蒸餾操作（夾持裝置未畫出），圖2中有2處錯誤，請分別寫出溫度計水銀球位置、尾接管與錐形瓶接口密封．
為檢驗產(chǎn)率，設(shè)計如下實驗：
①%2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10.00mL，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HCI溶液，中和過量的KOH，滴到終點時共消耗鹽酸20.00mL．
（5）計算本次酯化反應(yīng)丙烯酸的轉(zhuǎn)化率54.0%．
（6）請列舉2條本實驗中需要采取的安全防護(hù)措施通風(fēng)櫥中實驗．防止明火．

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）配制100g 5% Na₂CO₃溶液通常用的玻璃儀器是燒杯、玻璃棒、量筒；
（4）蒸餾裝置中溫度計的水銀球應(yīng)在蒸餾燒瓶的支管口處，尾接管與錐形瓶接口不能密封，據(jù)此答題；
（5）中和過量的KOH，滴到終點時共消耗鹽酸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，參加實驗的樣品為原樣品的$\frac{1}{5}$，據(jù)此可計算丙烯酸的轉(zhuǎn)化率；
（6）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)櫥中實驗．

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：除去混合液中的丙烯酸和甲醇（降低丙烯酸甲酯的溶解度）；
（3）配制100g 5% Na₂CO₃溶液通常用的玻璃儀器是燒杯、玻璃棒、量筒，
故答案為：燒杯、玻璃棒、量筒；
（4）蒸餾裝置中溫度計的水銀球應(yīng)在蒸餾燒瓶的支管口處，尾接管與錐形瓶接口不能密封，所以裝置圖中的錯為溫度計水銀球位置、尾接管與錐形瓶接口密封，
故答案為：溫度計水銀球位置；尾接管與錐形瓶接口密封；
（5）中和過量的KOH，滴到終點時共消耗鹽酸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：0.05mol×72g/mol=1.08g，參加實驗的樣品為原樣品的$\frac{1}{5}$，
所以丙烯酸的轉(zhuǎn)化率為：$\frac{1.08g}{10g×\frac{1}{5}}$×100%=54.0%，
故答案為：54.0%；
（6）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)櫥中實驗，所以本實驗中需要采取的安全防護(hù)措施為通風(fēng)櫥中實驗、防止明火，
故答案為：通風(fēng)櫥中實驗；防止明火．

點評 本題考查制備方案的設(shè)計，題目難度中等，涉及對裝置的理解、物質(zhì)的分離提純、對實驗條件的控制、對數(shù)據(jù)的分析處理等知識，明確實驗?zāi)康�、實驗原理為解答關(guān)鍵，試題知識點較多、綜合性較強，充分考查了學(xué)生的分析能力及化學(xué)實驗?zāi)芰Γ?/p>