题目内容

苯甲酸甲酯是一种重要的香料.其合成装置为:

①反应原理为:

②反应物和产物的部分数据资料如下表表示:

 沸点/°C密度/g?cmˉ3水中溶解性
苯甲酸2491.2659微溶于水
甲醇64.60.7910 易溶于水
苯甲酸甲酯1981.0900 不溶于水
③实验步骤如下:
步骤一:在图甲所示装置中干燥的圆底烧瓶内加入12.20g苯甲醇和12.10g甲醇.边缓缓摇动边加入3mL浓硫酸,再加上几粒固体X,装上冷凝管,加热.
步骤二:取下如图甲所示装置中的冷却管,在烧瓶上安装如图乙所示的装置,利用热水溶加热烧瓶;一段时间后,冷却,将烧瓶中溶液倒入分瓶漏斗中,先用水洗涤,再用浓硫酸钠溶液洗涤即得粗苯甲酸甲酯.
步骤三:将粗苯甲酸甲酯重新加入如图乙所示装置中,收集一定温度下的馏分,即得纯净的甲苯酸甲酯,质量为8.84g.
回答下列问题:
(1)步骤一中加入固体X的作用是防止暴沸,x的名称是
 
.
(2)图甲所示装置中仪器a的作用是
 
.
(3)图乙所示装置中仪器C的名称是
 
,仪器D的名称是
 
.
(4)步骤二中热水浴的目的是
 
,在分液漏斗中用水洗涤的目的是
 
,用浓硫酸钠溶液洗涤的目的是
 
.
(5)步骤三中收集的馏分温度范围为
 
(填正确答案标号)
a、63℃-66℃b、197℃-198℃c、248℃-250℃d、>250℃
(6)本实验中苯甲酸甲酯的产率为
 
.
考点:制备实验方案的设计
专题:实验题
分析:(1)步骤一中加入固体碎瓷片的作用是防止暴沸;
(2)有机物易挥发,图甲所示装置中仪器a的作用是冷凝回流;
(3)图乙所示装置中仪器C是冷凝管,仪器D是锥形瓶;
(4)步骤二中热水浴的目的是控制温度,以蒸出产品;在分液漏斗中用水洗涤可以洗去易溶于水的甲醇;用浓硫酸钠溶液洗涤,洗去苯甲酸甲酯中过量的酸;
(5)操作2采取蒸馏的方法,将苯甲酸甲酯与甲醇、水分离,由苯甲酸甲酯的沸点可知应收集沸点199.6℃的馏分,故应控制温度199.6℃;
(6)12.20g苯甲酸的物质的量为
12.2g
122g/mol
=0.1mol;12.10g甲醇的物质的量为
12.10g
32g/mol
=0.378mol,甲醇过量,以苯甲酸为标准进行计算;
则:C7H6O2~C8H8O2
    122    136
   12.2g     x 
所以,x=13.6g,则苯甲酸甲酯的产率为
8.84g
13.6g
×100%=65%.
解答: 解:(1)步骤一中加入固体碎瓷片的作用是防止暴沸,故答案为:碎瓷片;
(2)有机物易挥发,图甲所示装置中仪器a的作用是冷凝回流,故答案为:冷凝回流;
(3)图乙所示装置中仪器C是冷凝管,仪器D是锥形瓶,
故答案为:冷凝管;锥形瓶;
(4)步骤二中热水浴的目的是控制温度,以蒸出产品;在分液漏斗中用水洗涤可以洗去易溶于水的甲醇;用浓硫酸钠溶液洗涤,洗去苯甲酸甲酯中过量的酸;故答案为:控制温度,以蒸出产品;洗去易溶于水的甲醇;洗去苯甲酸甲酯中过量的酸;
(5)操作2采取蒸馏的方法,将苯甲酸甲酯与甲醇、水分离,由苯甲酸甲酯的沸点可知应收集沸点199.6℃的馏分,故应控制温度199.6℃,
故答案为:b;
(6)12.20g苯甲酸的物质的量为
12.2g
122g/mol
=0.1mol;12.10g甲醇的物质的量为
12.10g
32g/mol
=0.378mol,甲醇过量,以苯甲酸为标准进行计算;
则:C7H6O2~C8H8O2
    122     136
   12.2g    x
所以,x=13.6g,则苯甲酸甲酯的产率为
8.84g
13.6g
×100%=65%,
故答案为:65%.
点评:本题考查有机物的合成,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.
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