Question

11．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下表：

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
在圆底烧瓶中加入9.6ml（密度约为1.27g．ml^-1）苯甲酸和20mL甲醇（密度约0.79g•mL^-1），再小心加入3mL浓硫酸，混匀后，投入几粒碎瓷片，小心加热使反应完全，得苯甲酸甲酯粗产品．
（ 1）加入碎瓷片的作用是防止瀑沸；如果加热一段时间后发现忘记加瓷片，应该采取的正确操作时B（填正确答案标号）．
A．立即补加        B．冷却后补加       C．不需补加        D．重新配料
（2）浓硫酸的作用是催化剂、吸水剂混合液体时最后加入浓硫酸的理由：浓硫酸密度较大，且与苯甲酸、甲醇混合放出大量热量，甲醇易挥发．
（3）甲、乙、丙三位同学分别设计了如图三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装置乙（填“甲”或“乙”或“丙”）．

Ⅱ．粗产品的精制
（4）苯甲酸甲酯粗产品中含有少量甲醇、硫酸、苯甲酸和水，现拟用下列流程进行精制，请根据流程图写出操作方法的名称．操作Ⅱ分液；蒸馏．

（5）不能用NaOH溶液代替饱和碳酸钠溶液的原因是氢氧化钠是强碱，促进苯甲酸甲酯的水解，导致产品损失．
（6）列式计算，苯甲酸甲酯的产率是65%．

Answer 1

分析 （1）给液体加热加入碎瓷片可以防止瀑沸；如果加热一段时间后发现忘记加瓷片，应等冷却后补加；
（2）根据   酯化反应中浓硫酸的作用进行解答，浓硫酸的密度较大，且与苯甲酸、甲醇混合放出大量热量，甲醇易挥发，从实验安全和反应的物质的转化率角度分析；
（3）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；
（4）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；
（5）氢氧化钠是强碱，促进苯甲酸甲酯的水解，据此答题；
（6）产率=$\frac{实际产量}{理论产量}$×100%，根据反应物的物质的量判断过量，根据不足量计算出理论上生成苯甲酸甲酯的物质的量，再计算出其产率．

解答 解：（1）给液体加热加入碎瓷片可以防止瀑沸；如果加热一段时间后发现忘记加瓷片，应等冷却后补加，选B，
故答案为：防止瀑沸；B；
（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，浓硫酸的密度较大，且与苯甲酸、甲醇混合放出大量热量，甲醇易挥发，从实验安全和反应的物质的转化率角度看混合液体时最后加入浓硫酸，
故答案为：催化剂、吸水剂；浓硫酸密度较大，且与苯甲酸、甲醇混合放出大量热量，甲醇易挥发；
（3）由装置图可知，乙图的圆底烧瓶上有冷凝管，充分起到回流作用，甲图和丙图则没有，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，若采用甲图、丙图，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：乙； 
（4）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：蒸馏；
（5）氢氧化钠是强碱，促进苯甲酸甲酯的水解，所以不能用NaOH溶液代替饱和碳酸钠溶液，
故答案为：氢氧化钠是强碱，促进苯甲酸甲酯的水解，导致产品损失；
（6）9.6ml（密度约为1.27g．ml^-1）苯甲酸的质量为12.2g，其物质的量为：$\frac{12.2g}{122g/mol}$=0.1mol，20mL甲醇（密度约0.79g/mL）的物质的量为：$\frac{0.79g/mL×20mL}{32g/mol}$=0.49mol＞0.1mol，
则理论上生成苯甲酸甲酯的物质的量为：0.1mol，质量为：136g/mol×0.1mol=13.6g，则苯甲酸甲酯的产率为：$\frac{8.84g}{13.6g}$×100%=65%，
故答案为：65%．

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，该烃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．