题目内容

苯甲酸甲酯是一种重要的工业原料,某化学兴趣小组拟合成苯甲酸甲酯,查阅有关资料有表中数据;并设计了如图,以苯甲酸、甲醇为原料制取苯甲酸甲酯.
苯甲酸甲醇苯甲酸甲酯
熔点/℃122.4-97-12.3
沸点/℃24964.3199.6
密度/g?-31.26590.7921.0888
水溶性微溶互溶不溶
Ⅰ.合成苯甲酸甲酯粗产品
在圆底烧瓶中加入0.1mol苯甲酸和0.4mol甲醇,再小心加入3mL浓硫酸,混匀后,投入几粒沸石,开始缓慢加热,回流50分钟,反应液冷却至室温后,得苯甲酸甲酯粗产品.
(1)甲装置的名称是
 
,其作用是
 
;冷却水从
 
(填“a”或“b”)口进入.
(2)收集产品时,控制的温度应在
 
℃左右.
(3)本实验中加入过量甲醇的目的是:
 
.
Ⅱ.粗产品的精制
苯甲酸甲酯粗产品中往往含有少量甲醇、硫酸、苯甲酸和水等,现拟用下列流程进行精制,首先将粗产品倒入分液漏斗中,分别依次用少量水、饱和碳酸氢钠溶液和水洗涤,分出的产物再加入少量无水硫酸镁固体,静置片刻,过滤除去硫酸镁固体,进行蒸馏纯化,收集馏分,得苯甲酸甲酯.回答下列问题:
(4)在洗涤操作中,用饱和碳酸氢钠溶液洗涤的主要目的是:
 
.
(5)实验制得的苯甲酸甲酯精品质量为10g,则苯甲酸的转化率为
 
(结果保留三位有效数字).
考点:制备实验方案的设计
专题:实验题
分析:(1)根据装置图可知,甲装置是球形冷凝管,有机物易挥发,所以其作用是冷凝回流;根据逆流原理通入冷凝水;
(2)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;
(3)该合成反应是可逆反应,甲醇比苯甲酸价廉,且甲醇沸点低,易损失,增加甲醇投料量提高产率;
(4)在洗涤操作中,用饱和碳酸氢钠溶液洗涤,洗去苯甲酸甲酯中的硫酸、苯甲酸;
(5)令苯甲酸的转化率为a,根据关系式C7H6O2~C8H8O2中质量定比关系列方程计算;
解答: 解:(1)根据装置图可知,甲装置是球形冷凝管,有机物易挥发,所以其作用是冷凝回流;根据逆流原理通入冷凝水,应从b口通入冷凝水,
故答案为:球形冷凝管;冷凝回流;b;
(2)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:199.6;
(3)该合成反应是可逆反应,甲醇比苯甲酸价廉,且甲醇沸点低,易损失,增加甲醇投料量提高产率,故实验中用过量的反应物甲醇,
故答案为:提高苯甲酸的转化率;
(4)在洗涤操作中,用饱和碳酸氢钠溶液洗涤,洗去苯甲酸甲酯中的硫酸、苯甲酸,
故答案为:洗去苯甲酸甲酯中过量的酸;
(5)0.1mol苯甲酸的质量为0.1mol×122g/mol=12.2g,令苯甲酸的转化率为a,则:
C7H6O2~~~C8H8O2
122         136
12.2g×a    10g
所以,122:12.2a g=136:10g,解得a=73.5%,
故答案为:73.5%;
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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