题目内容
【题目】苯甲酸乙酯稍有水果气味,用于配制香水香精和人造精油,也大量用于食品中,实验室制备方法如下:
Ⅰ苯甲酸乙酯粗产品的制备
在干燥的50mL三颈圆底烧瓶中,加入6.1g苯甲酸、过量无水乙醇、8mL苯和1mL浓硫酸,摇匀后加沸石,安装分水器。水浴加热,开始控制回流速度1~2d/s。反应时苯-乙醇-水会形成“共沸物”蒸馏出来。加热回流约1小时,至分水器中不再有小水珠生成时,停止加热。改为蒸馏装置,蒸出过量乙醇和苯。
沸点(℃) | 相对分子质量 | |
苯甲酸 | 249 | 122 |
苯甲酸乙酯 | 212.6 | 150 |
(1)写出苯甲酸与用18O标记的乙醇酯化反应的方程式___________________。
(2)仪器A的名称及冷水通入口_________________________。
(3)通过分水器不断分离除去反应生成的水,目的是___________________。
(4)实验过程中没有加沸石,请写出补加沸石的操作___________________。
(5)图2装置中的错误______________________。
Ⅱ.苯甲酸乙酯的精制
将苯甲酸乙酯粗产品用如下方法进行精制:将烧瓶中的液体倒入盛有30mL冷水的烧杯中,搅拌下分批加入饱和Na2CO3溶液(或研细的粉末),至无气体产生,pH试纸检测下层溶液呈中性。用分液漏斗分出粗产物,水层用乙醚(10mL)萃取。合并有机相,用无水CaCl2干燥。干燥后的粗产物先用水浴蒸除乙醚,再改用减压蒸馏,收集馏分。
(6)加入饱和碳酸钠溶液除了可以降低苯甲酸乙酯溶解度外,还有的作用是__________。
(7)按照纠正后的操作进行,测得产品体积为5mL(苯甲酸乙酯密度为1.05g·cm3)。实验的产率为_________。
【答案】+CH3CH218OH+H2O 球形冷凝管,a 使平衡正移,提高苯甲酸乙酯的产率 停止加热,待液体冷却后补加沸石 温度计位置,冷凝水进出口 除去苯甲酸 70%
【解析】
本实验流程为:先在三颈圆底烧瓶中共热苯甲酸、乙醇、苯、浓硫酸的混合物,反应时苯-乙醇-水会形成“共沸物”蒸馏出来,所以加装球形冷凝管进行冷凝回流,分水器可以不断分离出水,使反应平衡正向移动,增大产率;至分水器中不再有小水珠生成时,停止加热,然后蒸馏出苯和乙醇;然后按步骤Ⅱ进行苯甲酸乙酯的精制。
(1)羧酸与醇发生酯化反应时羧酸脱去羟基,醇脱氢,所以反应的方程式为+CH3CH218OH+H2O;
(2)根据仪器A的结构特点可知其为球形冷凝管,为增强冷凝效果应a口进水,b口出水;
(3)酯化反应为可逆反应,不断分离出水可以使平衡正向移动,提高苯甲酸乙酯的产率;
(4)补加沸石的操作为:停止加热,待液体冷却后补加沸石;
(5)蒸馏时温度计水银球因在蒸馏烧瓶支管口处,图示温度计位置错误;冷凝管中冷水应从下口进,图示冷凝水进出口错误;
(6)饱和碳酸钠溶液可以和未反应的苯甲酸反应生成盐,从而除去产品中的苯甲酸;
(7)苯甲酸的物质的量为=0.05mol,乙醇过量,根据方程式可知理论生成的苯甲酸乙酯应为0.05mol,所以产率为=70%。