Question

【題目】丙烯酸甲酯是一種重要的工業(yè)原料，某實(shí)驗(yàn)小組制取丙烯酸甲酯的裝置如圖所示：

制取的反應(yīng)原理：CH2 =CHCOOH + HOCH3CH2=CHCOOCH3 + H2O。

可能用到的信息如下表：

	沸點(diǎn)	溶解性	性質(zhì)
丙烯酸	141℃	與水互溶，易溶于有機(jī)溶劑	有毒
甲醇	65℃	與水互溶，易溶于有機(jī)溶劑	易揮發(fā)，有毒
丙烯酸甲酯	80.5℃	難溶于水，易溶于有機(jī)溶劑	易揮發(fā)

(一)制取丙烯酸甲酯

①取0.14mol丙烯酸、0.2mol的甲醇、少量的濃硫酸放置于三頸燒瓶中，連接好冷凝管，用攪拌棒攪拌，加熱。

②充分反應(yīng)后，冷卻，向混合液中加入5% Na2CO3溶液洗至中性。

③分液，取上層油狀液體，再加無水Na2SO4后，蒸餾，收集餾分。

(二)檢驗(yàn)丙烯酸甲酯的產(chǎn)率，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)：

①將收集的油狀物質(zhì)提純后平均分成5份，取出1份置于錐形瓶中，加入2.5mol·L-1的KOH溶液10.00 mL，加熱使之完全水解。

②用酚酞作指示劑，向冷卻后的溶液中滴加0.5 mol·L-1的鹽酸，滴定到終點(diǎn)時(shí)共消耗鹽酸20.00 mL。

回答下列問題:

(1)儀器b的名稱是_________________。

(2) 濃硫酸的作用_________________。

(3) 攪拌棒的作用：___________ ； 5% Na2CO3溶液的作用：______________。

(4) 加無水Na2SO4的作用：_____________ ；蒸餾收集___________溫度的餾分。

(5) 滴定終點(diǎn)的判斷：_________________________________________________。

(6)計(jì)算本次酯化反應(yīng)中丙烯酸的轉(zhuǎn)化率為____________(計(jì)算結(jié)果保留到小數(shù)點(diǎn)后一位）。

Answer 1

【答案】 冷凝管（或球形冷凝管） 催化劑 混合均勻，加快反應(yīng)速率_ 除去濃硫酸、丙烯酸等酸 干燥劑（除去有機(jī)層中的水） 80.5℃ 當(dāng)最后一滴HCl溶液滴入錐形瓶時(shí)，溶液由粉紅色變成無色，且30s內(nèi)不變色 53.6%

【解析】本題考查有機(jī)物的實(shí)驗(yàn)室制備，實(shí)驗(yàn)原理是酸與醇的酯化反應(yīng)，屬于可逆反應(yīng)，為了提高產(chǎn)物的產(chǎn)率及提搞反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，實(shí)驗(yàn)中采取了攪拌、將揮發(fā)出的反應(yīng)物及時(shí)冷卻回流等措施。

(1)儀器b的名稱是冷凝管

(2)濃硫酸做催化劑，起催化的作用。

(3)攪拌棒的作用是：使反應(yīng)物均勻混合，加快反應(yīng)速率；碳酸鈉可與硫酸、丙烯酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而除去，其作用是：除去濃硫酸、丙烯酸等酸

(4)Na2SO4固體可以吸水生成結(jié)晶水化物從而除去有機(jī)層中的水，Na2SO4的作用是：干燥劑（除去有機(jī)層中的水）；丙烯酸甲酯的沸點(diǎn)為80.5℃，故應(yīng)蒸餾收集80.5℃溫度的餾分。

(5)丙烯酸甲酯在KOH的條件下發(fā)生徹底的水解反應(yīng)，多余的KOH用HCl溶液中和滴定，用酚酞作指示劑，當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏嘻}酸時(shí)，溶液的顏色由紅色變?yōu)闊o色，且30s內(nèi)不恢復(fù)。答案為：當(dāng)最后一滴HCl溶液滴入錐形瓶時(shí)，溶液由粉紅色變成無色，且30s內(nèi)不變色 。

(6) 0.14mol丙烯酸、0.2mol的甲醇理論上可以生成0.14mol丙烯酸甲酯；實(shí)驗(yàn)中：每份丙烯酸甲酯水解消耗的KOH的物質(zhì)的量為（2.5×10-0.5×20）×10-3mol=0.015mol，丙烯酸甲酯與KOH按照物質(zhì)的量之比1:1反應(yīng)，所以總的丙烯酸甲酯的物質(zhì)的量為0.015×5mol=0.075mol，所以產(chǎn)率為：0.075/0.14×100%=53.6%