Question

最常見的塑化劑鄰苯二甲酸二丁酯可由鄰苯二甲酸酐與正丁醇在濃硫酸共熱下反應制得，反應的化學方程式及裝置圖（部分裝置省略）如下：

已知：正丁醇沸點118℃，純鄰苯二甲酸二丁酯是無色透明、具有芳香氣味的油狀液體，沸點340℃，酸性條件下，溫度超過180℃時易發生分解．
鄰苯二甲酸酐、正丁醇、鄰苯二甲酸二酯實驗操作流程如下：

①向三頸燒瓶內加入30g 鄰苯二甲酸酐16g 正丁醇以及少量濃硫酸．
②攪拌，升溫至105℃，持續攪拌反應2小時．升溫至140℃，攪拌、保溫至反應結束．
③冷卻至室溫，將反應混合物倒出．通過工藝流程中的操作X，得到粗產品．
④粗產品用無水硫酸鎂處理至澄清→取清液（粗酯）→圓底燒瓶→減壓蒸餾
請回答以下問題：
（1）鄰苯二甲酸酐和正丁醇反應時加入濃硫酸的作用是

 

．
（2）步驟②中不斷從分水器下部分離出產物水的目的是

 

．判斷反應已結束的方法是

 

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（3）反應的第一步進行得迅速而完全．第二步是可逆反應，進行較緩慢，為使反應向生成鄰苯二甲酸二丁酯的方向進行，可采取的措施是：

 

．
A．增大壓強  B．增加正丁醇的量  C．分離出水  D．增加催化劑用量
（4）操作X中，應先用5% Na₂CO₃溶液洗滌粗產品．純堿溶液濃度不宜過高，更不能使用氫氧化鈉．若使用氫氧化鈉溶液，對產物有什么影響？（用化學方程式表示）：

 

．
（5）粗產品提純流程中采用減壓蒸餾的目的是

 

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（6）用測定相對分子質量的方法，可以檢驗所得產物是否純凈．現代分析方法中測定有機物相對分子質量通常采用的是

 

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Answer 1

考點：制備實驗方案的設計

專題：實驗題

分析：（1）濃硫酸在反應中起到催化作用，加快反應速率；
（2）水是生成物，不斷的分離生成物，使平衡向著正向移動，可以提高反應物的轉化率；反應結束時，反應體系的壓強不再變化，分水器中的水位高度不變；
（3）根化學平衡及其影響進行分析；
（4）洗滌后的混合液體溶液會分層，通過分液漏斗進行分液分離；
（5）根據“沸點340℃，溫度超過180℃時易發生分解”進行分析；
（6）現代分析方法中測定有機物相對分子質量通常采用的是質譜儀．

解答： 解：（1）在反應中，濃硫酸起到了催化作用，加快了反應速率，
故答案為：催化劑；
（2）不斷的分離出生成物水，可以使反應向著正向移動，提高了反應物產率；由于反應結束時，反應體系的壓強不再變化，分水器中的水位高度不變，
故答案為：使用分水器分離出水，有利于反應平衡向生成鄰苯二甲酸二丁酯的方向移動，提高產率；分水器中的水位高度保持基本不變時；
（3）A．增大壓強：該反應中沒有氣體參加，壓強不影響化學平衡，最大壓強，平衡不發生移動，故A錯誤；
B．增加正丁醇的量：反應物濃度增大，可以使平衡向著生成鄰苯二甲酸二丁酯的方向移動，故B正確；  
C．分離出水：減小了生成物濃度，則平衡向著生成鄰苯二甲酸二丁酯的方向移動，故C正確；  
D．增加催化劑用量，催化劑影響反應速率，不影響化學平衡，故D錯誤；
故答案為：BC；
（4）若使用氫氧化鈉溶液，會發生反應：+2NaOH→+2C₄H₉OH，得不到產物鄰苯二甲酸二丁酯，
故答案為：+2NaOH→+2C₄H₉OH；

（5）由于鄰苯二甲酸二丁酯沸點340℃，溫度超過180℃時易發生分解，減壓可使其沸點降低，
故答案為：鄰苯二甲酸二甲酯沸點較高，高溫會造成其分解，減壓可使其沸點降低；
（6）現代分析方法中測定有機物相對分子質量通常采用的是質譜儀，
故答案為：質譜儀．

點評：本題通過制備鄰苯二甲酸二丁酯的實驗，考查了物質制備方案的設計方法，試題設計的知識點較多、綜合性較強，充分考查的學生的分析、理解能力及化學實驗能力，正確分析制備原理為解答關鍵．