Question

18．阿司匹林（乙酰水楊酸，）是世界上應用最廣泛的解熱、鎮痛和抗炎藥．乙酰水楊酸受熱易分解，分解溫度為128℃～135℃．某學習小組在實驗室以水楊酸（鄰羥基苯甲酸）與醋酸酐為主要原料合成阿司匹林，反應原理如下：

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}$粗產品
主要試劑和產品的物理常數如下表所示：

名稱	相對分子質量	熔點或沸點（℃）	水溶性
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醋酸酐和水易發生反應．
（2）合成阿司匹林時，最合適的加熱方法是水浴加熱．

（3）提純粗產品流程如下，加熱回流裝置如圖：
粗產品$→_{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．此種提純粗產品的方法叫重結晶
c．根據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大
d．可以用紫色石蕊溶液判斷產品中是否含有未反應完的水楊酸
（4）在實驗中原料用量：2.0g水楊酸、5.0mL醋酸酐（ρ=1.08/cm³），最終稱得產品質量為2.2g，則所得乙酰水楊酸的產率為84.3%（用百分數表示，小數點后一位）．

Answer 1

分析 醋酸酐和水楊酸混合，然后向混合溶液中加入濃硫酸，搖勻后加熱至85℃，然后冷卻、過濾、水洗得到粗產品，然后向粗產品中加入飽和碳酸氫鈉溶液，使乙酰水楊酸轉化為易溶于水的乙酰水楊酸鈉，從而除去雜質；然后加入濃鹽酸除去剩余的碳酸氫鈉、將乙酰水楊酸鈉轉化為乙酰水楊酸，最后過濾、洗滌、干燥得到乙酰水楊酸，
（1）由于乙酸酐與水反應發生水解反應，制備中儀器應干燥；
（2）控制溫度在85℃～90℃，溫度低于100℃，應采取水浴加熱；
（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品中是否含有未反應完的水楊酸；
（4）計算水楊酸、乙酸酐的物質的量，進行過量判斷，根據不足量的物質計算理論產量，進而計算產率．

解答 解：（1）乙酸酐容易發生水解生成乙酸，故儀器應干燥防止乙酸酐水解，
故答案為：防止乙酸酐水解；
（2）控制溫度在85℃～90℃，小于100℃，應使用水浴加熱，
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，從b口出，
故答案為：a；
③趁熱過濾，防止乙酰水楊酸結晶析出，減少損失，
故答案為：防止乙酰水楊酸結晶析出；
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品中是否含有未反應完的水楊酸，
故選：abc；
（4）n（水楊酸）=$\frac{2.0g}{138g/mol}$=0.0145mol，n（醋酸酐）=$\frac{5.0mL×1.08g/mL}{102g/mol}$=0.053mol，則理論上生成乙酰水楊酸0.0145mol，產率為$\frac{2.2g}{0.0145mol×180g/mol}$=84.3%，
故答案為：84.3%．

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