Question

【题目】苯甲醇是一种重要的化工原料，广泛用于香料、造纸、制药和印染等行业。实验室制备苯甲醇的反应原理和有关数据如图：

2+K2CO3+H2O→2+CO2↑+2KCl

实验步骤：如图所示，在装有电动搅拌器的250mL三颈烧瓶里加入9.0g碳酸钾(过量)，70.0mL水，加热溶解，再加入2.0mL四乙基溴化铵[(CH3CH2)4NBr]溶液和10.0mL氯化苄。搅拌加热回流反应1~1.5h。反应结束后冷却，并转入125mL分液漏斗中，分出有机层，水层用萃取剂萃取三次。合并萃取液和有机层，加入无水硫酸镁固体，静置、过滤。最后进行蒸馏纯化，收集200~208℃的馏分，得8.4mL苯甲醇。

回答下列问题：

(1)仪器X的名称是_________，冷却水应从_________(填“上口”或“下口”)通入。

(2)本实验中加入无水硫酸镁的目的是_________。从绿色化学角度考虑，萃取剂宜采用___(填字母)。

A．乙醇 B．乙酸乙酯 C．苯 D．氯仿

(3)某同学认为该装置中的电动搅拌器可以换成沸石，以防暴沸。该说法______(填“是”或“否”)正确，其理由是_______________。

(4)四乙基溴化铵没有直接参与反应，但大大提高了反应速率，其原因可能是____________。

(5)本实验苯甲醇的产率为______%(计算结果保留一位小数)。

Answer 1

【答案】球形冷凝管 下口 除去有机层中的水，达到干燥的目的 B 否 电动搅拌器使不相溶的反应液混合均匀，加快反应速率 提高氯化苄在水中的溶解度，使反应物充分接触(或增大有效碰撞几率) 89.4

【解析】

根据常用仪器的名称来解答，冷凝回流时，冷水应从下口进，上口出；有机层中含有水份，用无水硫酸镁易形成结晶水合物来解答，绿色化学又称环境无害化学，理想的绿色技术应采用具有一定转化率的高选择性化学反应来生产目标产品，不生成或很少生成副产品或废物，实现或接近废物的“零排放“过程；根据电动搅拌器和沸石作用不同分析解答；根据表中四乙基溴化铵和氯化苄的水溶性，结合加快反应速率的因素解答；9.0g碳酸钾（过量），70.0mL水，加热溶解，再加入2.0mL四乙基溴化铵[（CH3CH2）4NBr]溶液和10.0mL氯化苄。搅拌加热回流反应1～1.5h。得8.4mL苯甲醇，因为9.0g碳酸钾（过量），根据氯化苄结合方程式
2+K2CO3+H2O→2+CO2↑+2KCl计算苯甲醇的理论产量，最后计算产率。

(1)由实验装置图可知，仪器X的名称是球形冷凝管，冷却水采用逆流的方式冷却效果较好，所以冷却水应从下口通入；答案为球形冷凝管，下口。

(2)加入无水硫酸镁，利用其易与水形成结晶水合物，除去有机层中的水，达到干燥的目的；

A．乙醇与水互溶，不能用乙醇作萃取剂；

B．乙酸乙酯有特殊香味，无毒，难溶于水，可作萃取剂；

C．苯难溶于水，但苯易挥发、有毒；

D．氯仿难溶于水，但氯仿易挥发、有毒；

从绿色化学角度考虑，萃取剂宜采用乙酸乙酯；

答案为除去有机层中的水，达到干燥的目的，B。

(3)不能用沸石代替电动搅拌器，因为使用电动搅拌器，除防暴沸，还可使不相溶的反应液混合均匀，加快反应速率；答案为否，使用电动搅拌器，还可使不相溶的反应液混合均匀，加快反应速率。

(4)四乙基溴化铵易溶于水，而氯化苄不溶于水，易溶于四乙基溴化铵，则加入四乙基溴化铵，可提高氯化苄在水中的溶解度，使反应物充分接触，增大了有效碰撞的几率，提高反应速率；答案为提高氯化苄在水中的溶解度，使反应物充分接触，增大了有效碰撞的几率。

(5)根据氯化苄密度为1.1g/cm3，10.0mL氯化苄的质量为11g，其物质的量为mol，理论生成苯甲醇的质量为mol×108g/mol=9.39g，实际得到8.4mL苯甲醇，苯甲醇的密度为1.0g/mL，实际得到8.4g苯甲醇，则苯甲醇的产率为 =89.4%；答案为89.4。