苯甲酸乙酯()的别名为安息香酸乙酯。它是一种无色透明液体,不溶于水,有芳香气味,用于配制香水、香精和人造精油,大量用于食品工业中,也可用作有机合成中间体、溶剂等。其制备方法为:
+CH3CH2OH+H2O
已知:苯甲酸在100℃会迅速升华。相关有机物的性质如表所示。
名称 | 相对分子质量 | 颜色及状态 | 沸点/℃ | 密度/() |
苯甲酸 | 122 | 无色鳞片状或针状晶体 | 249 | 1.2659 |
苯甲酸乙酯 | 150 | 无色澄清液体 | 212.6 | 1.05 |
乙醇 | 46 | 无色澄清液体 | 78.3 | 0.7893 |
环己烷 | 84 | 无色澄清液体 | 80.7 | 0.78 |
实验步骤如下:
①在圆底烧瓶中加入苯甲酸,乙醇(过量),20mL环己烷以及4mL浓硫酸,混合均匀并加入沸石,按如图所示装置装好仪器,控制温度在65~70℃加热回流2h。利用分水器不断分离除去反应生成的水,回流环己烷和乙醇。
②反应结束,打开旋塞放出分水器中的液体后,关闭旋塞继续加热,至分水器中收集到的液体不再明显增加,停止加热。
③将烧瓶内反应液倒入盛有适量水的烧杯中,分批加入至溶液呈中性。用分液漏斗分出有机层,水层用25mL乙醚萃取分液,然后合并至有机层,加入氯化钙,静置,过滤,对滤液进行蒸馏,低温蒸出乙醚和环己烷后,继续升温,接收210~213℃的馏分。
④检验合格,测得产品体积为。
回答下列问题:
(1)在该实验中,圆底烧瓶的容积最适合的是________(填序号)。
A.25mL B.50mL C.100mL D.250mL
(2)步骤①中使用分水器不断分离除去水的目的是______________。
(3)步骤②中应控制加热蒸馏的温度为________(填序号)。
A.65~70℃ B.78~80℃ C.85~90℃ D.215~220℃
(4)步骤③加入的作用是________________________________;若的加入量不足,在之后蒸馏时,蒸馏烧瓶中可见到白烟生成,产生该现象的原因是__________________。
(5)关于步骤③中的萃取分液操作的叙述正确是________(填序号)。
A.水溶液中加入乙醚,转移至分液漏斗中,塞上玻璃塞,分液漏斗倒转过来,用力振摇
B.振摇几次后需打开分液漏斗上口的玻璃塞放气
C.经几次振摇并放气后,手持分液漏斗静置待液体分层
D.放出液体时,应打开上口玻璃塞或将玻璃塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔
(6)计算可得本实验的产率为________。
C 提高反应的产率 C 除去浓硫酸和未反应的苯甲酸 苯甲酸乙酯中混有未除净的苯甲酸,在受热至100℃时发生升华 AD 90.02%
【详解】
(1)圆底烧瓶加热时盛装的液体不超过容积的,所加液体总体积为,故选用100mL的圆底烧瓶,故答案为:C;
(2)根据平衡移动原理,利用分水器不断分离除去反应生成的水,能使反应正向进行,提高反应的产率,故答案:为提高反应的产率;
(3)步骤②的主要目的是蒸出反应液中的环已烷和乙醇,根据上述表格可知,环已烷和乙醇的沸点分别为78.3℃和80.7℃,蒸馏温度应略高于80.7℃,故温度选择85~90℃,故答案为:C;
(4)是具有碱性的强碱弱酸盐,能中和作催化剂的浓硫酸及未反应的苯甲酸,若加入的量不足,则苯甲酸可能未完全除尽,根据已知,苯甲酸受热至100℃时会发生升华,故答案为:除去浓硫酸和未反应的苯甲酸;苯甲酸乙酯中混有未除净的苯甲酸,在受热至100℃时发生升华;
(5)放气时,分液漏应倒置,缓慢打开旋塞,B选项错误;经几次振摇并放气后,静置时应置于铁架台上,不能手持,C选项项错误;故答案为:AD;
(6)根据公式,苯甲酸的物质的量为,根据方程式可得,n(苯甲酸甲酯)=n(苯甲酸),则理论上可得苯甲酸乙酯的质量m(苯甲酸甲酯)=0.1mol×150g/mol=15g,而再根据公式可知,实际得到的苯甲酸乙酯的质量为,则根据产率计算公式,,故答案为90.02%。
乙酸:
俗称醋酸,具有强烈刺激性气味的无色液体。沸点117.9℃,熔点16.6℃。温度低于熔点时,乙酸凝结成类似冰一样的晶体,纯净的乙酸称为冰醋酸。乙酸溶于水和乙醇。
乙酸分子的组成与结构:
乙酸的性质:
俗称醋酸,具有强烈刺激性气味的无色液体。沸点117.9℃,熔点16.6℃。温度低于熔点时,乙酸凝结成类似冰一样的晶体,纯净的乙酸称为冰醋酸。乙酸溶于水和乙醇。
(1)乙酸的酸性:乙酸的酸性促使它还可以与碳酸钠、氢氧化铜、苯酚钠等物质反应。
2CH3COOH+Na2CO3=2CH3COONa+CO2↑+H2O
2CH3COOH+Cu(OH)2=Cu(CH3COO)2+2H2O
CH3COOH+C6H5ONa=C6H5OH(苯酚)+CH3COONa
(2)乙酸与金属反应:
2Na+2CH3COOH→2CH3COONa+H2↑
(3)乙酸的酯化反应:
在浓硫酸作用下乙酸和乙醇反应酯化反应
CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O
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