Question

【题目】I．乳酸乙酯(2-羟基丙酸乙酯)常用于调制果香型、乳香型食用和酒用香精。为了在实验室制取乳酸乙酯，某研究性学习小组同学首先查阅资料，获得下列信息：

①部分物质的沸点：

物质	水	乙醇	乳酸	苯	乳酸乙酯
沸点/℃	100	78.4	122	80.10	154

②乳酸乙酯易溶于苯、乙醇；水、乙醇、苯的混合物在64.85℃时，能按一定的比例以共沸物的形式一起蒸发。

该研究性学习小组同学拟采用如图所示（未画全）的主要装置制取乳酸乙酯，其主要实验步骤如下：

第一步：在反应容器中加入0.1 mol无水乳酸、45.0 mL（密度：0.789g/cm3）无水乙醇、一定量的苯和沸石……；装上油水分离器和冷凝管，缓慢加热回流2 h至反应完全。

第二步：将反应容器中液体倒入盛有适量5%Na2CO3溶液的烧杯中，搅拌并分出有机相后，再用水洗。

第三步：将无水CaCl2加入到水洗后的产品中充分静置，过滤、蒸馏，得产品7.08 g。

(1)第一步操作中，还缺少的试剂是______________________；加入苯的目的是_________________；实验过程中，若油水分离器中水层不再增厚，则表明___________________________________。

(2)第二步中证明“水洗”已经完成的实验方案是_______________________________ 。

(3)本实验制备乳酸乙酯的产率为_________________________。

Ⅱ.磷化铝、磷化锌、磷化钙与水反应产生高毒的PH3气体（熔点为-132℃，还原性强，易自燃），可用于粮食熏蒸杀虫。卫生安全标准规定：当粮食中磷化物(以PH3计)的含量低于0.05m·kg-1时算合格。可用以下方法测定粮食中残留的磷化物含量：

（操作流程）安装吸收装置PH3的产生与吸收转移KMnO4吸收溶液亚硫酸钠标准溶液滴定。

（实验装置）C中盛100 g原粮，D中盛有20.00mL 1.12×10-4 mol·L-1KMnO4溶液（H2SO4酸化)。请回答下列问题：

(4)仪器C的名称是______________；检查整套装置气密性的方法是___________________________________________________________________________。

(5)A中盛装KMnO4，溶液的作用是除去空气中的还原性气体；B中盛装焦性没食子酸的碱性溶液．其作用是______________________________。D中PH3被氧化成磷酸，所发生反应的离子方程式为____________________________________________。

(6)把D中吸收液转移至容量瓶中，加水稀释至250mL，取25.00mL于锥形瓶中，用5.0×10-5 mol·L-1的Na2SO3标准溶液滴定剩余的KMnO4溶液，消耗标准Na2SO3溶液11.00 mL，则该原粮中磷化物(以PH3计)的含量为_________________________mg·kg-1。

Answer 1

【答案】浓硫酸 形成水、乙醇和苯的共沸物，分离反应生成的水，促进酯化反应正向进行 酯化反应达到平衡 测定水洗液的pH至7 60% 三颈烧瓶 关闭K1打开K2后，打开抽气泵抽气，观察各装置中是否有气泡产生 吸收空气中的O2，防止氧化装置C中生成的PH3 5PH3+8MnO4-+24H+=5H3PO4+8Mn2++12H2O 0.0085

【解析】

I．(1)酯化反应过程中要用浓硫酸作催化剂和吸水剂；水、乙醇和苯形成共沸物，分离反应生成的水，能促进反应向正向进行；油水分离器中液体不再发生变化，说明反应已经达到了平衡状态；

(2)水洗的目的主要是除去作催化剂的浓硫酸，洗涤液呈酸性；

(3)根据无水乙醇与无水乳酸的反应可知，参与反应的无水乙醇过量,利用乳酸的物质的量计算出生成的乳酸乙酯的物质的量，并进一步计算得到理论上生成乳酸乙酯的质量，最后就算出产率；

Ⅱ.C中盛有原粮100g，D中盛有20.00mL 1.12×10-4 mol·L-1KMnO4溶液（H2SO4酸化)，吸收生成的PH3，B中盛装的是没食子酸的碱性溶液，其作用是吸收空气中的O2，防止氧化装置C中生成的PH3，A中盛装的KMnO4溶液的作用是除去空气中的还原性气体；

(4)根据装置图确定仪器C的名称；根据连续装置中的压强的变化分析检查气密性的方法；

(5) B中盛装的是没食子酸的碱性溶液，其作用是吸收空气中的O2，防止氧化装置C中生成的PH3；PH3被氧化成磷酸，高锰酸钾被还原为Mn2+，结合电荷守恒和原子守恒书写离子方程式；

(6)根据消耗的Na2SO3标准溶液的物质的量再结合定量关系计算出剩余的高锰酸钾的量，进一步计算出吸收PH3需要的高锰酸钾的物质的量，而后计算出PH3的物质的量，从而得到其含量。

I．(1)酯化反应过程中要用浓硫酸作催化剂和吸水剂，因此第一步操作中，缺少的试剂是浓硫酸；酯化反应是可逆的，混合物中添加苯可形成水、乙醇和苯的共沸物，分离反应生成的水，能促进反应向正向进行；油水分离器中液体不再发生变化，说明反应已经达到了平衡状态；

(2)最后一次洗涤液不显酸性，可说明洗涤完全，因此只需要测定最后一次的水洗液的pH至7；

(3)根据无水乙醇与无水乳酸的反应可知，参与反应的无水乙醇过量，利用乳酸的物质的量可计算出生成的乳酸乙酯的物质的量为0.1mol，其质量为0.1mol×118g/mol=11.8g，因此制备乳酸乙酯的产率为×100%=60%；

Ⅱ. (4)根据装置图可知仪器C为三颈烧瓶；根据连续装置中的压强变化，可以利用抽气泵抽气，观察各装置中气体的产生，若有气泡冒出，证明气密性良好；

(5) 没食子酸的碱性溶液，其作用是吸收空气中的O2，防止氧化装置C中生成的PH3；PH3被氧化成磷酸，高锰酸钾被还原为Mn2+，离子方程式为：5PH3+8MnO4-+24H+=5H3PO4+8Mn2++12H2O；

(6) 滴定过程中发生的反应为2KMnO4+5Na2SO3+3H2SO4=2MnSO4+K2SO4+5Na2SO4+3H2O，根据反应方程式可知剩余的KMnO4的物质的量为5.0×10-5 mol·L-1×11.00×10-3L×=2.2×10-7 mol；与PH3反应的KMnO4的物质的量为20.00×10-3L ×1.12×10-4 mol·L-1-2.2×10-7 mol×=4.0×10-8mol，因此吸收的PH3的物质的量为4.0×10-8mol×=2.5×10-8mol，因此原粮中磷化物(以PH3计)的含量为=0.0085mg/kg。