Question

10．肉桂酸是香料、化妆品、医药、塑料和感光树脂等的重要原料．实验室用图1反应制取肉桂酸．
药品物理常数如表：

	苯甲醛	乙酸酐	肉桂酸	乙酸
溶解度（25℃，g/100g水）	0.3	遇热水水解	0.04	互溶
沸点（℃）	179.6	138.6	300	118
相对分子质量	106	102	148	60

填空：
Ⅰ．合成：反应装置如图2所示．向三颈烧瓶中先后加入研细的无水醋酸钠、4.8g苯甲醛和5.6g乙酸酐，振荡使之混合均匀．  在150～170℃加热1小时，保持微沸状态．
（1）空气冷凝管的作用是使反应物冷凝回流．
（2）该装置的加热方法是空气浴（或油浴）．加热回流要控制反应呈微沸状态，如果剧烈沸腾，会导致肉桂酸产率降低，可能的原因是乙酸酐蒸出，反应物减少，平衡左移．
（3）不能用醋酸钠晶体（CH₃COONa•3H₂O）的原因是乙酸酐遇热水水解．
Ⅱ．粗品精制：将上述反应后得到的混合物趁热倒入圆底烧瓶中，进行如图3操作：
（4）加饱和Na₂CO₃溶液除了转化醋酸，主要目的是将肉桂酸转化为肉桂酸钠，溶解于水．
（5）操作I是蒸发浓缩、冷却结晶；
（6）设计实验方案检验产品中是否含有苯甲醛取样，加入银氨溶液共热，若有银镜出现，说明含有苯甲醛，或加入用新制氢氧化铜悬浊液，若出现砖红色沉淀，说明含有苯甲醛．
（7）若最后得到纯净的肉桂酸5.0g，则该反应中的产率是75%（保留两位有效数字）．

Answer 1

分析 （1）该反应在150～170℃的条件下进行，根据表中各物质的沸点可知，反应物在这个条件下易挥发；
（2）由于该反应的条件为150～170℃，可以用空气浴（或油浴）控制，在150～170℃时乙酸酐易挥发；
（3）乙酸酐遇水易水解，所以反应中不能有水；
（4）肉桂酸难溶于水，肉桂酸钠易溶于水；
（5）要使肉桂酸从溶液中充分析出，要蒸发浓缩、冷却结晶；
（6）检验产品中是否含有苯甲醛，通过银氨溶液或新制氢氧化铜悬浊液检验醛基的存在即可；
（7）4.8g苯甲醛的物质的量为4.8g÷106g/mol=0.0453mol，5.6g乙酸酐的物质的量为5.6g÷102g/mol=0.055mol，根据题中反应方程式可知乙酸酐过量，所以理论上可得到产品的质量为0.0453mol×148g/mol=6.70g，根据产率=$\frac{实际产量}{理论产量}$×100%计算．

解答 解：（1）该反应在150～170℃的条件下进行，根据表中各物质的沸点可知，反应物在这个条件下易挥发，所以空气冷凝管的作用是使反应物冷凝回流，使反应物充分反应，
故答案为：使反应物冷凝回流；
（2）由于该反应的条件为150～170℃，可以用空气浴（或油浴）控制，在150～170℃时乙酸酐易挥发，如果剧烈沸腾，乙酸酐蒸出，反应物减少，平衡左移，导致肉桂酸产率降低，
故答案为：空气浴（或油浴）；乙酸酐蒸出，反应物减少，平衡左移；
（3）乙酸酐遇热水易水解，所以反应中不能有水，醋酸钠晶体（CH₃COONa•3H₂O）参加反应会有水，使乙酸酐水解，
故答案为：乙酸酐遇热水水解；
（4）肉桂酸难溶于水，肉桂酸钠易溶于水，加饱和Na₂CO₃溶液将肉桂酸转化为肉桂酸钠，溶解于水，便于物质提纯，
故答案为：将肉桂酸转化为肉桂酸钠，溶解于水；
（5）要使肉桂酸从溶液中充分析出，要蒸发浓缩、冷却结晶，故操作Ⅰ为蒸发浓缩、冷却结晶，
故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶；
（6）苯甲醛中有醛基，检验产品中是否含有苯甲醛的操作为取样，加入银氨溶液共热，若有银镜出现，说明含有苯甲醛，或加入用新制氢氧化铜悬浊液，若出现砖红色沉淀，说明含有苯甲醛，
故答案为：取样，加入银氨溶液共热，若有银镜出现，说明含有苯甲醛，或加入用新制氢氧化铜悬浊液，若出现砖红色沉淀，说明含有苯甲醛；
（7）4.8g苯甲醛的物质的量为4.8g÷106g/mol=0.0453mol，5.6g乙酸酐的物质的量为5.6g÷102g/mol=0.055mol，根据题中反应方程式可知乙酸酐过量，所以理论上可得到产品的质量为0.0453mol×148g/mol=6.70g，所以产率=$\frac{实际产量}{理论产量}$×100%=$\frac{5g}{6.70g}$×100%=75%，
故答案为：75%．

点评 本题考查了物质制备实验的过程分析判断，反应实质和反应条件的分析判断是解题关键，题目难度中等．