Question

14．水杨酸乙酯 （）广泛用于黑醋栗酒、依兰、百合等的花香型的调和香料，还用作草莓等果香香精及化工行业．水杨酸乙酯为无色油状液体，呈淡的冬青油香气，沸点233℃，溶于乙醇、乙醚，微溶于水和甘油．利用水杨酸（沸点：211℃）、乙醇（沸点：78.4℃）和浓硫酸在硫酸铝存在下于100℃下酯化而成，反应方程式如下：
+C₂H₅OH?+H₂O
某探究小组利用如图装置进行实验，回答下列问题．
（1）本实验中要加入过量乙醇的目的是提高水杨酸的转化率，从反应后的混合溶液中获得水杨酸乙酯的实验方法是蒸馏
（2）实验过程中观察到了溶液变黑，并产生了一种有刺激性气味的混合气体．为探究该混合气体的成分，设计以下实验装置，通过装置D和装置H的实验现象，可以得到实验结论．
①装置D中的试剂是品红溶液
②装置F的作用是除去二氧化硫
③你认为能（填“能”或“不能”）将实验装置G删除，理由是如果高锰酸钾过量，而反应过程中颜色不褪去，则可以确定二氧化硫完全除去
根据以上的实验现象，请写出产生有刺激性气味的混合气体的化学反应方程式C+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O．
（3）传统实验室制备水杨酸乙酯的方法产率低，腐蚀设备，废酸排放污染环境，目前采用固体杂多酸代替浓硫酸作反应的催化剂，在克服上述问题上已经取得了一定的进展．用固体NaH₂PO₄和钼酸钠可制得上述的一种固体杂多酸催化剂．NaH₂PO₄是一种弱酸的酸式盐，请设计实验证明将NaH₂PO₄配制成0.1mol/L的溶液，测量溶液的pH值，pH值大于1小于7，说明NaH₂PO₄是一种弱酸的酸式盐．

Answer 1

分析 （1）用水杨酸与乙醇制备水杨酸乙酯，加入过量乙醇可以提高水杨酸的转化率，反应后水杨酸乙酯与水杨酸、乙醇等混合在一起，但它们的沸点不同，据此判断获得水杨酸乙酯的实验方法；
（2）实验过程中观察到了溶液变黑，是因为浓硫酸的脱水性，使得有机物发生碳化，碳与浓硫酸在加热的条件下发生反应生成二氧化碳和二氧化硫，所以有刺激性气味的混合气体应为二氧化碳和二氧化硫的混合气体，为探究该混合气体的成分，根据题中装置图可知，应先用品红检验二氧化硫的存在，再用高锰酸钾除去二氧化硫，再用品红溶液检验二氧化硫是否除尽，再将气体通过澄清石灰水检验二氧化碳的存在，所以装置D中应为品红溶液，F中应为高锰酸钾溶液，G中为品红溶液，H中为澄清石灰水，据此答题；
（3）根据强碱弱酸盐溶液呈碱性，可判断NaH₂PO₄是一种弱酸的酸式盐．

解答 解：（1）用水杨酸与乙醇制备水杨酸乙酯，加入过量乙醇可以提高水杨酸的转化率，反应后水杨酸乙酯与水杨酸、乙醇等混合在一起，但它们的沸点不同，所以要获得水杨酸乙酯可以用蒸馏的方法，
故答案为：提高水杨酸的转化率；蒸馏；
（2）实验过程中观察到了溶液变黑，是因为浓硫酸的脱水性，使得有机物发生碳化，碳与浓硫酸在加热的条件下发生反应生成二氧化碳和二氧化硫，所以有刺激性气味的混合气体应为二氧化碳和二氧化硫的混合气体，为探究该混合气体的成分，根据题中装置图可知，应先用品红检验二氧化硫的存在，再用高锰酸钾除去二氧化硫，再用品红溶液检验二氧化硫是否除尽，再将气体通过澄清石灰水检验二氧化碳的存在，所以装置D中应为品红溶液，F中应为高锰酸钾溶液，G中为品红溶液，H中为澄清石灰水，
①根据上面的分析可知，装置D中的试剂是 品红溶液，
故答案为：品红溶液；
②根据上面的分析可知，装置F的作用是 除去二氧化硫，
故答案为：除去二氧化硫；
③在吸收用高锰酸钾溶液吸收二氧化硫时，可以根据高锰酸钾溶液的颜色的变化判断二氧化硫是否被完全吸收，若反应过程中高锰酸钾溶液颜色不褪去，则可以确定二氧化硫完全除去，所以能将实验装置G删除，产生有刺激性气味的混合气体的化学反应方程式为C+2H₂SO₄（浓）  $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O，
故答案为：能；如果高锰酸钾过量，而反应过程中颜色不褪去，则可以确定二氧化硫完全除去；C+2H₂SO₄（浓）  $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O；
（3）根据强碱弱酸盐溶液呈碱性，可判断NaH₂PO₄是一种弱酸的酸式盐，实验方法为将NaH₂PO₄配制成0.1mol/L的溶液，测量溶液的pH值，pH值大于1小于7，说明NaH₂PO₄是一种弱酸的酸式盐，
故答案为：将NaH₂PO₄配制成0.1mol/L的溶液，测量溶液的pH值，pH值大于1小于7，说明NaH₂PO₄是一种弱酸的酸式盐．

点评 本题考查有机物的合成实验、基本操作、实验条件的控制与分析评价等，是对学生综合能力的考查，需要学生具备扎实的基础，难度中等．