Question

7．（改編）苯甲酸乙酯（C₉H₁₀O₂）稍有水果氣味，用于配制香水香精和人造精油，大量用于食品工業中，也可用作有機合成中間體、溶劑等．其制備方法為：

已知（Mr=122）（Mr=150）

	顏色、狀態	沸點（℃）	密度（g•cm-3）
苯甲酸*	無色、片狀晶體	249	1.2659
苯甲酸乙酯	無色澄清液體	212.6	1.05
乙醇	無色澄清液體	78.3	0.7893
環己烷	無色澄清液體	80.8	0.7318

*苯甲酸在100℃會迅速升華．
實驗步驟如下：
①在100mL圓底燒瓶中加入12.20g苯甲酸、25mL乙醇（過量）、20mL環己烷，以及4mL濃硫酸，混合均勻并加入沸石，按如圖所示裝好儀器，并在分水器中預先加入水，使水面略低于分水器的支管口，控制溫度在65～70℃加熱回流2h．反應時環己烷-乙醇-水會形成“共沸物”（沸點62.6℃）蒸餾出來．在反應過程中，通過分水器下部的旋塞分出生成的水，注意保持分水器中水層液面原來的高度，使油層盡量回到圓底燒瓶中．
②反應結束，打開旋塞放出分水器中液體后，關閉旋塞．繼續加熱，至分水器中收集到的液體不再明顯增加，停止加熱．
③將燒瓶內反應液倒入盛有適量水的燒杯中，分批加入Na₂CO₃至溶液呈中性．
④用分液漏斗分出有機層，水層用25mL乙醚萃取分液，然后合并至有機層．加入氯化鈣，對粗產物進行蒸餾（裝置如右圖所示），低溫蒸出乙醚后，繼續升溫，接收210-213℃的餾分．
⑤檢驗合格，測得產品體積為12.86mL．
回答下列問題：
（1）步驟①中使用分水器不斷分離除去水的目的是有利于平衡不斷正移，提高產品產率
（2）反應結束的標志分水器中的水層不再增加時，視為反應的終點．
（3）步驟②中應控制餾分的溫度在C．
A．65～70℃B．78～80℃C．85～90℃D．215～220℃
（4）若Na₂CO₃加入不足，在步驟④蒸餾時，蒸餾燒瓶中可見到白煙生成，產生該現象的原因是苯甲酸乙酯中混有未除凈的苯甲酸，在受熱至100℃時發生升華．
（5）關于步驟④中的分液操作敘述正確的是AD．
A．水溶液中加入乙醚，轉移至分液漏斗，塞上玻璃塞．將分液漏斗倒轉過來，用力振搖
B．振搖幾次后需打開分液漏斗上口的玻璃塞放氣
C．經幾次振搖并放氣后，手持分液漏斗靜置待液體分層
D．放出液體時，需將玻璃塞上的凹槽對準漏斗口上的小孔
（6）蒸餾時所用的玻璃儀器除了酒精燈、冷凝管、接收器、錐形瓶外還有蒸餾燒瓶，溫度計．
（7）該實驗的產率為90%．

Answer 1

分析 （1）減少生成物能促進平衡向正反應方向移動；
（2）根據分水器中水位判斷；
（3）溫度低于苯甲酸乙酯的沸點時，苯甲酸乙酯不被蒸餾出，要使苯甲酸乙酯不被蒸餾出，則溫度應低于苯甲酸乙酯的沸點，所以溫度應低于212.6℃，但要使乙醇和環己烷蒸餾出，所以溫度應高于乙醇和環己烷的沸點；
（4）白煙是固體小顆粒，因為苯甲酸在100℃會迅速升華，所以可能是苯甲酸乙酯中混有未除凈的苯甲酸；
（5）分流漏斗的使用方法，必須將水溶液中加入乙醚，轉移至分液漏斗中，塞上玻璃塞．將分液漏斗倒轉過來，用力振搖，而且放出液體時，需將玻璃塞上的凹槽對準漏斗口上的小孔，只有這樣液體才能順利流下；
（6）蒸餾時所用的玻璃儀器有酒精燈、冷凝管、接收器、錐形瓶、蒸餾燒瓶、溫度計，由此分析解答；
（7）實驗的產率=$\frac{實際產量}{理論產量}$．

解答 解：（1）分離器分離出生成的水，減少生成物從而使該反應向正反應方向移動，提高轉化率，
故答案為：分離產生的水，使平衡向正反應方向移動，提高轉化率；
（2）當該反應完成后，就不再生成水，則加熱回流至分水器中水位不再上升，故答案為：分水器中的水層不再增加時，視為反應的終點；
（3）溫度低于苯甲酸乙酯的沸點時，苯甲酸乙酯不被蒸餾出，要使苯甲酸乙酯不被蒸餾出，則溫度應低于苯甲酸乙酯的沸點，所以溫度應低于212.6℃，但要使乙醇和環己烷蒸餾出，所以溫度應高于乙醇和環己烷的沸點80.8，故答案為：C；
（4）白煙是固體小顆粒，因為苯甲酸在100℃會迅速升華，所以可能是苯甲酸乙酯中混有未除凈的苯甲酸，加熱升華產生白煙，
故答案為：苯甲酸乙酯中混有未除凈的苯甲酸，在受熱至100℃時發生升華；
（5）分流漏斗的使用方法，必須將水溶液中加入乙醚，轉移至分液漏斗中，塞上玻璃塞．將分液漏斗倒轉過來，用力振搖，而且放出液體時，需將玻璃塞上的凹槽對準漏斗口上的小孔，只有這樣液體才能順利流下，故選：A D；
（6）蒸餾時所用的玻璃儀器有酒精燈、冷凝管、接收器、錐形瓶、蒸餾燒瓶、溫度計，故答案為：蒸餾燒瓶，溫度計；    
（7）12.20g苯甲酸的物質的量為：$\frac{12.20g}{122g/mol}$=0.1mol，而生成苯甲酸乙酯的質量為：12.86mL×1.05g•ml^-1=13.503g，物質的量為：$\frac{13.503g}{122g/mol}$=0.11mol，所以實驗的產率=$\frac{實際產量}{理論產量}$=$\frac{0.1}{0.11}$×100%=90%，故答案為：90%．

點評 本題考查物質制備，為高頻考點，涉及計算、儀器的選取、物質分離和提純等知識點，明確實驗原理是解本題關鍵，注意反應結束的判斷標志，題目較新穎，為易錯題．