Question

12．某兴趣小组同学设计了如下装置（其中夹持仪器、加热仪器及冷却水管没有画出），用加热苯甲酸、浓H₂SO₄和乙醇混合物的方法来制备苯甲酸乙酯，并检验反应的部分副产物．且苯甲酸乙酯的沸点为213℃，乙醚的沸点为34.6℃．
（1）关闭活塞a、接通竖直冷凝管的冷凝水，给A加热30分钟，制备．仪器E的作用是冷凝回流（或导气兼冷凝）．
（2）上述反应的副产物可能有：乙醚（CH₃CH₂-O-CH₂CH₃）、乙烯、SO₂、水等．
①打开活塞a，在竖直冷凝管上方塞上塞子，通过B、C、D装置检验SO₂和乙烯．已知C中盛放的试剂是NaOH溶液，B、D中应盛放的试剂依次分别是品红、溴水（或酸性KMnO₄溶液或溴的CCl₄溶液）．
②有同学拟通过红外光谱仪鉴定所得产物中是否含有“-CH₂CH₃”，来确定副产物中存在乙醚．请你对该同学的观点进行评价：不可以，产物苯甲酸乙酯也含有“-CH₂CH₃”．
（3）通过下列实验方案，可以提纯苯甲酸乙酯．
①为除去产品中杂质，先将三口烧瓶中残液倒入盛有冷水的烧杯中，并加入饱和Na₂CO₃溶液．
②用分液法可分离上述有机层和水层，分液完成后，取出有机层的操作是将有机层从上口倒入一个干燥的锥形瓶中．
③向锥形瓶中加入适量豆粒大小的无水氯化钙干燥剂，至醚层澄清透明；过滤得醚层，然后将醚层加入到干燥的蒸馏烧瓶中蒸馏，蒸馏过程中控制的温度为34.6℃．

Answer 1

分析 （1）有机物苯甲酸、乙醇易挥发，仪器E起冷凝回流作用；
（2）①B装置检验二氧化硫的存在，C装置除去二氧化硫防止干扰乙烯的检验；D装置检验乙烯；
②根据红外光谱仪的作用，进行分子结构和化学组成分析；苯甲酸乙酯和乙醚都含有乙基“-CH₂CH₃”；
（3）①饱和Na₂CO₃溶液可溶解乙醇，中和酸，从而除去产品中的杂质；
②有机层的密度小于水，在上层，应从分液漏斗上口倒入干燥锥形瓶中，再进行干燥；
③依据物质沸点不同，通过控制温度蒸馏得到乙醚和酯，乙醚易挥发，说明乙醚沸点较低，苯甲酸乙酯沸点高于乙醚，蒸馏过程中控制的温度为乙醚的沸点．

解答 解：（1）有机物苯甲酸、乙醇易挥发，仪器E为冷凝管起冷凝回流作用，充分利用原料，
故答案为：冷凝回流（或导气兼冷凝）；
（2）①打开活塞a，在竖直冷凝管上方塞上塞子，通过B、C、D装置检验SO₂和乙烯．二氧化硫具有漂白性，通过品红能使品红褪色验证二氧化硫的存在，C中盛放的试剂是NaOH溶液，二氧化硫能和氢氧化钠溶液反应而被吸收，反应为：SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O，防止干扰乙烯的检验，D装置用溴水（或溴的CCl₄溶液）；CH₂=CH₂+Br₂→CH₂BrCH₂Br，溴水褪色，或酸性KMnO₄溶液，乙烯被氧化高锰酸钾溶液褪色，
故答案为：品红、溴水（或酸性KMnO₄溶液或溴的CCl₄溶液）；  
②红外光谱仪利用物质对不同波长的红外辐射的吸收特性，进行分子结构和化学组成分析，产物苯甲酸乙酯（）、也含有-CH₂CH₃，所以不能通过红外光谱仪来确定副产物中是否存在乙醚（CH₃CH₂-O-CH₂CH₃），
故答案为：不可以，产物苯甲酸乙酯也含有“-CH₂CH₃”；
（3）①得到酯中含有挥发出的苯甲酸、乙醇，饱和Na₂CO₃溶液可溶解乙醇，中和酸，从而除去产品中的杂质，
故答案为：饱和Na₂CO₃溶液；  
②有机层的密度小于水，在上层，分液完成后，有机层从分液漏斗上口倒入一个干燥的锥形瓶中，再进行干燥，
故答案为：将有机层从上口倒入一个干燥的锥形瓶中；  
③提纯苯甲酸乙酯：向锥形瓶中加入适量豆粒大小的无水氯化钙干燥剂，至醚层澄清透明；过滤得醚层，然后将醚层加入到干燥的蒸馏烧瓶中蒸馏，苯甲酸乙酯的沸点为213℃，乙醚的沸点为34.6℃，苯甲酸乙酯沸点高于乙醚，需蒸馏出杂质乙醚，所以蒸馏过程中控制的温度为乙醚的沸点34.6℃，
故答案为：34.6℃．

点评 本题主要考查了苯甲酸乙酯的制取实验，产物的检验实验操作步骤和过程分析判断、物质的分离与提纯等，明确反应原理、掌握实验基本操作和有机物性质是解题关键，题目难度中等．