Question

19．丙烯酸甲酯是一种重要的工业原料，某实验小组制取丙烯酸甲酯的装置如图1所示：

①10.0g丙烯酸和6.0g甲醇放置于三颈烧瓶中，连接好冷凝管，用搅拌棒搅拌，水浴加热．
②充分反应后，冷却，向混合液中加入5% Na₂CO₃溶液洗至中性．
③分液，取上层油状液体，再用无水Na₂SO₄干燥后蒸馏，收集70-90℃馏分．
可能用到的信息：

	沸点	溶解性
丙烯酸	141℃	与水互溶，易溶于有机溶剂	有毒
甲醇	65℃	与水互溶，易溶于有机溶剂	易挥发，有毒
丙烯酸丙烯酸甲酯	80.5℃	难溶于水易溶于有机溶剂	易挥发

回答下列问题：
（1）仪器c的名称是分液漏斗．
（2）混合液用5%0Na₂CO₃溶液洗涤的目的是除去混合液中的丙烯酸和甲醇（降低丙烯酸甲酯的溶解度）．
（3）请写出配制100g 5% Na₂CO₃溶液所使用的玻璃仪器烧杯、玻璃棒、量筒．
（4）关于产品的蒸馏操作（夹持装置未画出），下图中有2处错误，请分别写出温度计水银球位置、尾接管与锥形瓶接口密封．
为检验产率，设计如下实验：
①将油状物质提纯后平均分成5份，取出1份置于锥形瓶中，加入2.5mol/L的KOH溶液10-00mL，加热使之完全水解．
②用酚酞做指示剂，向冷却后的溶液中滴加0.5mol/L的HCI溶液，中和过量的KOH，滴到终点时共消耗盐酸20.00mL．
（5）计算本次酯化反应丙烯酸的转化率54.0%．
（6）请列举2条本实验中需要采取的安全防护措施通风橱中实验、防止明火．

Answer 1

分析 （1）根据装置图可知仪器c的名称；
（2）混合液中有丙烯酸甲酯、丙烯酸、甲醇，丙烯酸能与Na₂CO₃溶液反应，甲醇能溶于碳酸钠溶液中；
（3）配制100g 5% Na₂CO₃溶液通常用的玻璃仪器是烧杯、玻璃棒、量筒；
（4）蒸馏装置中温度计的水银球应在蒸馏烧瓶的支管口处，尾接管与锥形瓶接口不能密封，据此答题；
（5）中和过量的KOH，滴到终点时共消耗盐酸20.00mL，即0.5×0.02mol=0.01mol，所以用于水解的KOH的物质的量为0.025mol-0.01mol=0.015mol，所以用于生成CH₂=CHCOOCH₃的CH₂=CHCOOH的质量为0.015mol×72g/mol=1.08g，参加实验的样品为原样品的$\frac{1}{5}$，据此可计算丙烯酸的转化率；
（6）丙烯酸和甲醇都是易燃的所以要防止明火，甲醇易挥发，所以要在通风橱中实验．

解答 解：（1）根据装置图可知仪器c的名称为分液漏斗，故答案为：分液漏斗；
（2）混合液中有丙烯酸甲酯、丙烯酸、甲醇，丙烯酸能与Na₂CO₃溶液反应，甲醇能溶于碳酸钠溶液中，所以用5%0Na₂CO₃溶液洗涤的目的是除去混合液中的丙烯酸和甲醇（降低丙烯酸甲酯的溶解度），
故答案为：除去混合液中的丙烯酸和甲醇（降低丙烯酸甲酯的溶解度）；
（3）配制100g 5% Na₂CO₃溶液通常用的玻璃仪器是烧杯、玻璃棒、量筒，
故答案为：烧杯、玻璃棒、量筒；
（4）蒸馏装置中温度计的水银球应在蒸馏烧瓶的支管口处，尾接管与锥形瓶接口不能密封，所以装置图中的错为温度计水银球位置、尾接管与锥形瓶接口密封，
故答案为：温度计水银球位置、尾接管与锥形瓶接口密封；
（5）中和过量的KOH，滴到终点时共消耗盐酸20.00mL，即0.5×0.02mol=0.01mol，所以用于水解的KOH的物质的量为0.025mol-0.01mol=0.015mol，所以用于生成CH₂=CHCOOCH₃的CH₂=CHCOOH的质量为0.015mol×72g/mol=1.08g，参加实验的样品为原样品的$\frac{1}{5}$，所以丙烯酸的转化率为$\frac{1.08}{10×\frac{1}{5}}$×100%=54.0%，
故答案为：54.0%；
（6）丙烯酸和甲醇都是易燃的所以要防止明火，甲醇易挥发，所以要在通风橱中实验，所以本实验中需要采取的安全防护措施为通风橱中实验、防止明火，
故答案为：通风橱中实验、防止明火．

点评 本题考查有机物的制备，侧重对化学实验的考查，涉及对装置的理解、物质的分离提纯、对实验条件的控制、对数据的分析处理等，难度中等，需要学生基本知识的基础与灵活运用能力．