Question

16．某化学小组以苯甲酸为原料，制取苯甲酸甲酯，已知有关物质的沸点如表：

物质	甲醇	苯甲酸	苯甲酸甲酯
沸点/℃	64.7	249	199.6

I．合成苯甲酸甲酯粗产品
（1）甲和乙两位同学分别设计了如图所示的两套实验室合成苯甲酸甲酯的装置（夹持仪器和加热仪器均已略去）．根据有机物的沸点，最好采用甲（填“甲”或“乙”）装置．理由是甲中有冷凝回流装置．

（2）实验中浓硫酸的作用是催化剂、吸水剂冷凝水应从b（填“a”或“b”，下同）口进，a口出．
（3）反应物CH₃OH应过量，理由是为了提高苯甲酸甲酯的产率；两套装置中导管末端均没有伸入到试管液面以下的原因防止倒吸．
Ⅱ．粗产品的精制
（4）苯甲酸甲酯粗产品中往往含有少量甲醇、苯甲酸和水等，现拟用下列流程图进行精制，请在流程图丙中方括号内填入操作方法的名称．

Answer 1

分析 （1）根据甲图、乙图装置的圆底烧瓶上没有冷凝管及甲醇易挥发进行分析；
（2）结合制取乙酸乙酯中浓硫酸的作用分析；根据冷凝管中采用逆向通水冷凝效果好解答；
（3）该反应为可逆反应，增大甲醇的用量可提高苯甲酸甲酯的产率；苯甲酸甲酯中混有的苯甲酸和甲醇易溶于水，若导管深入水中易发生倒吸现象；
（4）分液用于分离两种不互溶的液体，蒸馏用于互溶但沸点相差较大的两种（或两种以上）液体分离．

解答 解：（1）由装置图可知，甲图的圆底烧瓶上有冷凝管，充分起到回流作用，乙图没有，而本题中反应物甲醇沸点低，苯甲酸、苯甲酸甲酯的沸点远高于甲醇，若采用乙图，甲醇必定会大量挥发，不利于合成反应，所以应冷凝回流，减少甲醇的挥发，提高产率；
故答案为：甲； 甲中有冷凝回流装置；
（2）浓硫酸在酯化反应中起到了催化剂作用，酯化反应为可逆反应，浓硫酸吸收反应生成的水，可以促进酯的生成，浓硫酸起到了吸水剂的作用；
冷凝管中采用逆向通水，冷凝效果较好，则冷凝水应该从b口进水，从a口出水，
故答案为：催化剂、吸水剂； b；a；
（3）该反应中，反应物CH₃OH应过量，可使平衡向着正向移动，有利于提高苯甲酸甲酯的产率
苯甲酸和甲醇都易溶于水，制取的苯甲酸甲酯中混有苯甲酸和甲醇，若导管伸入溶液中，会发生倒吸现象，所以两套装置中导管末端均没有伸入到试管液面以下的目的是防止倒吸，
故答案为：为了提高苯甲酸甲酯的产率； 防止倒吸；
（4）根据流程图可知，粗产品中含有甲醇和苯甲酸，加入水和碳酸钠可以溶解甲醇、除去苯甲酸，由于苯甲酸甲酯不溶于水，则分离出苯甲酸甲酯和水溶液的方法为分液；甲醇和苯甲酸甲酯相互溶解，二者沸点不同，可以通过蒸馏操作分离，
故答案为：分液；蒸馏．

点评 本题通过苯甲酸甲酯的制备方法，考查了物质制备方案的设计与评价，题目难度中等，明确物质的制备原理为解答此类题的关键，该题为乙酸乙酯的制备知识的迁移题目，充分考查了学生灵活应用所学知识的能力．