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1.(2-羥基-4-苯基丁酸乙酯)是制備某藥物的中間體,常溫下是一種無色透明的油狀液體. 某興趣小組以2-羥基-4-苯基丁酸和乙醇為原料設計實驗制備該物質:
已知:
乙醇2-羥基-4-苯基丁酸2-羥基-4-苯基丁酸乙酯
相對分子質量46180208
狀態無色液體白色固體無色液體
沸點/℃78.4356.9212
密度/g/cm30.7891.2191.075
溶解性易溶于水、有機溶劑能溶于水,易溶于有機溶劑難溶于水,易溶于有機溶劑
實驗裝置:

實驗步驟:
①按如圖1裝置連接儀器
②將18.00g 2-羥基-4-苯基丁酸加入三頸瓶中,加入20mL無水乙醇和適量濃硫酸,再加入幾塊沸石.
③加熱至70℃左右保持恒溫半小時.
④分離、提純三頸瓶中粗產品,得到有機產品.
⑤精制產品,得到產品18.72g.
請回答下列問題:
(1)寫出制備反應的化學方程式:
(2)加入原料時,能否最先加入濃硫酸?否.油水分離器的作用是及時分離產物水,促進平衡向生成酯的反應方向移動.
(3)本實驗的加熱方式宜用水浴加熱.如果溫度過高,或濃硫酸的量過多,制備產率會減小(填“增大”、“減小”或“不變”).
(4)分離提純產品:取三頸瓶中混合物加入足量的飽和碳酸鈉溶液,分液得到有機層.在本實驗分離過程中,產物應該從分液漏斗的下口放出(填“上口倒出”或“下口放出”)
(5)產品精制:精制產品的實驗裝置如圖2所示,試分析裝置是否合理,不合理(填“合理”或“不合理”),若不合理將如何改進:溫度計處在蒸餾燒瓶的支管口處,冷卻水應從下口進上口出.(若裝置合理,此空不作答).
(6)本實驗得到產品的產率為90%.

分析 (1)2-羥基-4-苯基丁酸和乙醇在濃硫酸催化作用下水浴加熱反應生成2-羥基-4-苯基丁酸乙酯,依據酯化反應的實質是酸脫羥基,醇脫氫寫出化學方程式;
(2)原料加入依據先加入密度小的再加入密度大的液體;2-羥基-4-苯基丁酸于三頸瓶中,加入適量濃硫酸和20mL無水乙醇發生的是酯化反應,存在化學平衡,油水分離器的作用及時分離生成的水,促進平衡正向進行分析;
(3)依據反應需要可知溫度70°C,加熱方式是水浴加熱;
(4)2-羥基-4-苯基丁酸乙酯的密度為1.075,據此分析;
(5)依據蒸餾裝置和原理分析判斷裝置圖中存在的問題;
(6)根據產率=$\frac{實際產量}{理論產量}$×100%計算.

解答 解:(1)2-羥基-4-苯基丁酸和乙醇在濃硫酸催化作用下水浴加熱反應生成2-羥基-4-苯基丁酸乙酯和水,依據酯化反應的實質是酸脫羥基、醇脫氫,該反應的化學方程式為
故答案為:
(2)原料加入依據先加入密度小的再加入密度大的液體,所以濃硫酸應最后加入,防止濃硫酸使有機物脫水,被氧化等副反應發生,防止乙醇和酸在濃硫酸溶解過程中放熱而揮發;2-羥基-4-苯基丁酸于三頸瓶中,加入適量濃硫酸和20mL無水乙醇發生的是酯化反應,存在化學平衡,油水分離器的作用及時分離生成的水,促進平衡正向進行分析,
故答案為:否;及時分離產物水,促進平衡向生成酯的反應方向移動;
(3)依據反應需要可知溫度70°C,需要用溫度計控制水浴的溫度,所以加熱方式是水浴加熱,如果溫度過高,或濃硫酸的量過多,制備產率會導致產率減小,
故答案為:水浴加熱;減小;
(4)2-羥基-4-苯基丁酸乙酯的密度為1.075,比水大,所以分液時2-羥基-4-苯基丁酸乙酯在下層,所以產物應該從分液漏斗的下口放出,
故答案為:下口放出;
(5)依據蒸餾裝置和原理分析判斷裝置圖中存在的問題,分析裝置圖不合理,其中溫度計位置錯誤,冷凝管水流方向錯誤,應使溫度計處在蒸餾燒瓶的支管口處,冷卻水應從下口進上口出,
故答案為:不合理;溫度計處在蒸餾燒瓶的支管口處,冷卻水應從下口進上口出;
(6)根據方程式可知,18.00g 2-羥基-4-苯基丁酸理論上可產生2-羥基-4-苯基丁酸乙酯的質量為$\frac{18}{180}×208$g=20.8g,所以2-羥基-4-苯基丁酸乙酯的產率為$\frac{18.72g}{20.8g}$×100%=90%,故答案為:90%.

點評 本題考查了有機物的實驗制備裝置分析及原理應用,主要是酯化反應原理和實驗過程的分析判斷,掌握原理和基礎是關鍵,題目難度中等.

練習冊系列答案
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10.下列說法中正確的是(  )
A.NaHSO4顯強酸性,因此從組成上分類它應該屬于酸
B.含Fe元素質量分數為70%的Fe2O3是純凈物
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11.將下列各種液體分別與溴水混合并振蕩,靜置后混合液分兩層,兩層幾乎成無色的是(  )
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6.下列有機物命名正確的是(  )
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13.我國目前使用碘酸鉀作為食用鹽中碘強化劑.并規定,食用鹽碘含量的平均水平(以碘元素計)為20mg/kg~30mg/kg.
(1)碘酸鉀與碘化鉀在酸性條件下發生如下反應,請配平化學方程式.
1KIO3+5KI+3H2SO4=3K2SO4+3I2+3H2O
反應中有1.5mol I2生成時轉移電子數是2.5NA
(2)已知:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-,某學生測定食用精制鹽的碘含量,其步驟為:
a.準確稱取20.0g食鹽,加適量蒸餾水使其完全溶解;
b.用稀硫酸酸化所得溶液,加入足量KI溶液,使KIO3與KI反應完全;
c.以淀粉為指示劑,逐滴加入物質的量濃度為2.0×10-3 mol/L的Na2S2O3溶液10.0mL,恰好反應完全.
①判斷c中反應恰好完全依據的現象是滴入Na2S2O3后,藍色褪去且半分鐘不再恢復原色.
②b中反應所產生的I2的物質的量是1.0×10-5mol.
③根據以上實驗和包裝袋說明,所測精制鹽的碘含量是21.2mg/kg.(小數點后保留一位有效數字)

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10.請根據如圖裝置回答問題(用序號表示).

(1)寫出編號的儀器名稱:①試管;②酒精燈;③長頸漏斗;④集氣瓶.
(2)實驗室用KMnO4制取氧氣應選用的氣體發生裝置和收集裝置分別是A,C,反應的化學方程2KMnO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2MnO4+MnO2+O2↑.
(3)實驗室用大理石和稀鹽酸反應制取二氧化碳,應選的發生裝置是B,化學反應方程式CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑,若用D裝置來來收集二氧化碳,則氣體應從c通入.(填“b”或“c”)

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

11.下表給出了六種元素的相關信息,其中A、B、C、D、E為都周期元素.
元素相    關    信    息
A在常溫、常壓下,其單質是氣體,隨著人類對環境的認識和要求的提高,它將成為倍受青睞的清潔燃料.
B工業上通過分離液態空氣獲得其單質,其某種同素異形體是保護地球地表環境的重要屏障.
C植物生長三種必需元素之一,它能形成多種氧化物,其氫化物是中學化學里學習的唯一的堿性氣體,能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍.
D室溫下其單質呈淡黃色粉末狀固體,加熱易熔化.該單質在氧氣中燃燒,發出明亮的藍紫色火焰.
E它在空氣劇烈燃燒,有黃色火焰,生成的淡黃色固態化合物可用于潛水艇的供氧劑.
F它是人體不可缺少的微量元素,其單質也是應用最廣的金屬原材料,常用于制造橋梁、軌道等.
請根據以上信息回答問題:
(1)A元素符號H F元素的名稱鐵.
(2)C元素在周期表中的位置第二周期VA族.
(3)D元素原子結構示意圖
(4)E元素最高價氧化物對應水化物化學式為NaOH,其含有的化學鍵類型為離子鍵、共價鍵.
(5)B和D對應的氣態氫化物中,熱穩定性較強的是H2O,熔沸點較高的是H2O.(用具體的化學式表示)
(6)D的最高價含氧酸稀溶液與F單質反應的離子方程式Fe+2H+=Fe2++H2↑.

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