Question

9．苯甲酸乙酯（C₉H₁₀O₂）别名为安息香酸乙酯． 它是一种无色透明液体，不溶于水，稍有水果气味，用于配制香水香精和人造精油，大量用于食品工业中，也可用作有机合成中间体，溶剂等．其制备方法为：

已知：

名称	相对分子质量	颜色，状态	沸点（℃）	密度（g•cm-3）
苯甲酸*	122	无色片状晶体	249	1.2659
苯甲酸乙酯	150	无色澄清液体	212.6	1.05
乙醇	46	无色澄清液体	78.3	0.7893
环己烷	84	无色澄清液体	80.8	0.7318

已知：苯甲酸在100℃会迅速升华．
实验步骤如下：
①在圆底烧瓶中加入4.0g苯甲酸，10mL 95%的乙醇（过量），8mL环己烷以及3mL浓硫酸，混合均匀并加入沸石，按图所示装好仪器，控制温度在65～70℃加热回流2h．利用分水器不断分离除去反应生成的水，回流环己烷和乙醇．

②反应一段时间，打开旋塞放出分水器中液体后，关闭旋塞，继续加热，至分水器中收集到的液体不再明显增加，停止加热．
③将烧瓶内反应液倒入盛有适量水的烧杯中，分批加入Na₂CO₃至溶液至呈中性．用分液漏斗分出有机层，水层用25mL乙醚萃取分液，然后合并至有机层，加入氯化钙，静置，过滤，对滤液进行蒸馏，低温蒸出乙醚和环己烷后，继续升温，接收210～213℃的馏分．
④检验合格，测得产品体积为2.3mL．
回答下列问题：
（1）在该实验中，圆底烧瓶的容积最适合的是B（填入正确选项前的字母）．
A．25mL    B．50mL    C．100mL    D．250mL
（2）步骤①加入沸石的作用是防止暴沸．如果加热一段时间后发现忘记加沸石，应该采取的正确操作是：冷却后补加
（3）步骤①中使用分水器不断分离除去水的目的是使平衡不断地向正向移动
（4）步骤③加入Na₂CO₃加入不足，在之后蒸馏时蒸馏烧瓶中可见到白烟生成，产生该现象的原因在苯甲酸乙酯中有未除净的苯甲酸，受热至100℃时升华；
（5）有机物的分离操作中，经常需要使用分液漏斗等仪器．使用分液漏斗前必须检查是否漏水
（6）计算本实验的产率为49.1%．

Answer 1

分析 （1）加入圆底烧瓶中液体的体积大约为21mL，而烧瓶所能盛放溶液的体积不超过烧瓶体积的$\frac{2}{3}$，据此判断圆底烧瓶的规格；
（2）给混合液体加热时容易发生暴沸现象，需要加入沸石防止爆沸；如果发现忘记加沸石，需要等烧瓶冷却后再补加；
（3）酯化反应为可逆反应，使用分水器不断分离除去水，可以使化学平衡向着正向移动，提高了转化率；
（4）若加入的碳酸钠不足，则产品中存在苯甲酸，而苯甲酸在100℃会迅速升华；
（5）分液漏斗有旋塞，避免分液漏斗滤液，使用前必须检查是否漏水；
（6）根据反应及苯甲酸的量计算出理论上生成苯甲酸乙酯的质量，然后计算出产率．

解答 解：（1）烧瓶所能盛放溶液的体积不超过烧瓶体积的$\frac{2}{3}$，现在加入圆底烧瓶中液体的体积大约为21mL，所以选取烧瓶的体积应该为50mL，
故答案为：B；
（2）给混合液体加热时容易发生暴沸现象，步骤①加入沸石的作用是防止爆沸；如果加热一段时间后发现忘记加沸石，则应等烧瓶冷却后再补加，以免发生危险，
故答案为：防止爆沸；冷却后补加；
（3）反应为可逆反应，生成物中有水生成，步骤①中使用分水器不断分离除去水，可以使生成物的浓度减小，化学平衡向着正向移动，从而增大了产率，
故答案为：使平衡不断地向正向移动；
（4）加入碳酸钠的目的是除去苯甲酸乙酯中的苯甲酸，若加入的碳酸钠不足，则产品中存在苯甲酸，而苯甲酸在100℃会迅速升华，则蒸馏时会出现白烟现象，
故答案为：在苯甲酸乙酯中有未除净的苯甲酸，受热至100℃时升华；
（5）分液漏斗有旋塞，所以使用分液漏斗前必须检查是否漏水，
故答案为：检查是否漏水；
（6）根据反应可知，理论上4.0g苯甲酸与足量乙醇反应生成苯甲酸乙酯的质量为：$\frac{4.0g}{122g/mol}$×150g/mol=4.92g，实际上获得苯甲酸乙酯的质量是：2.3mL×1.05g/mL=2.415g，
所以本实验的产率为：$\frac{2.415g}{4.92g}$×100%=49.1%，
故答案为：49.1%．

点评 本题考查了物质制备方案的设计，题目难度中等，明确制备原理为解答关键，试题涉及酯化反应原理、化学实验基本操作方法、产率的计算、化学平衡的影响因素等知识，注意掌握物质制备方案的设计及评价原则，试题充分考查了学生的分析能力及灵活应用基础知识的能力．