Question

苯甲酸甲酯（）是一種重要的工業原料，某研究性學習小組的同學擬用下列裝置制取高純度的苯甲酸甲酯．

有關數據如表：

	熔點/℃	沸點/℃	密度/g?cm-3	水溶性
苯甲酸	122.4	249	1.27	微溶
甲醇	-97	64.3	0.79	互溶
苯甲酸甲酯	-12.3	199.6	1.09	不溶

（1）裝置C是苯甲酸甲酯的制備裝置．燒瓶中除甲醇、苯甲酸和催化劑外還需要加入

 

，裝置C最上方的儀器名稱為

 

．
（2）制備和提純苯甲酸甲酯需用到的裝置按操作的先后順序依次為

 

（填裝置字母代號）．
（3）裝置A中Na₂CO₃的作用是

 

，裝置D所示操作的目的是

 

，當裝置B中溫度計顯示

 

℃時可收集苯甲酸甲酯．
（4）若實驗中使用的苯甲酸和最終獲得的苯甲酸甲酯的質量相等，其他反應物均足量，則該實驗中苯甲酸甲酯的產率為

 

．

Answer 1

考點：物質分離和提純的方法和基本操作綜合應用,有機物的合成,制備實驗方案的設計

專題：實驗設計題

分析：（1）加熱液體時，應防止液體暴沸，根據儀器的形狀判斷儀器的名稱；
（2）在圓底燒瓶中加入0.1mol苯甲酸和0.4mol甲醇，再小心加入3mL濃硫酸，混勻后，投入幾粒沸石，小心加熱使反應完全，得苯甲酸甲酯粗產品；苯甲酸甲酯粗產品中往往含有少量甲醇、硫酸、苯甲酸和水等，需進行分液、蒸餾等操作；
（3）Na₂CO₃可與苯甲酸反應，苯甲酸微溶于水，可用過濾的方法分離，蒸餾時，根據苯甲酸甲酯的沸點確定溫度；
（4）結合反應的方程式計算．

解答： 解：（1）加熱液體時，應防止液體暴沸，可加入碎瓷片或沸石，裝置C最上方的儀器名稱為直形冷凝管，
故答案為：碎瓷片或沸石；
（2）在圓底燒瓶中加入0.1mol苯甲酸和0.4mol甲醇，再小心加入3mL濃硫酸，混勻后，投入幾粒沸石，小心加熱使反應完全，得苯甲酸甲酯粗產品；苯甲酸甲酯粗產品中往往含有少量甲醇、硫酸、苯甲酸和水等，需進行分液、蒸餾等操作，可用分液的方法除去苯甲酸甲酯中的硫酸、苯甲酸，然后進行蒸餾，操作的順序為CFEADB，
故答案為：CFEADB；
（3）碳酸鈉用于洗去苯甲酸甲酯中過量的酸，過量的碳酸鈉用過濾的方法可除去，蒸餾時，將苯甲酸甲酯與甲醇、水分離，由苯甲酸甲酯的沸點可知應收集沸點199.6℃的餾分，故應控制溫度199.6℃，
故答案為：除去酯中的苯甲酸；除去沒有反應的碳酸鈉；199.6；
（4）若實驗中使用的苯甲酸和最終獲得的苯甲酸甲酯的質量相等，則：
C₇H₆O₂～～～C₈H₈O₂
122          136
假設使用122g苯甲酸，則生成122苯甲酸甲酯，所以產率為

122

136

×100%=89.7%，
故答案為：89.7%．

點評：本題考查有機物的合成，側重對化學實驗的考查，涉及對裝置的理解、物質的分離提純、對實驗條件的控制、對數據的分析處理等，難度中等，需要學生基本知識的基礎與靈活運用能力．