Question

17．阿司匹林（乙酰水楊酸，）是世界上應(yīng)用最廣泛的解熱、鎮(zhèn)痛和抗炎藥．乙酰水楊酸受熱易分解，分解溫度為128℃～135℃．
某學(xué)習(xí)小組在實(shí)驗(yàn)室以水楊酸（鄰羥基苯甲酸）與醋酸酐[（CH₃CO）₂O]為主要原料合成阿司匹林，反應(yīng)原理如下：

制備基本操作流程如下：

主要試劑和產(chǎn)品的物理常數(shù)如下表所示：

名稱	相對(duì)分子質(zhì)量	熔點(diǎn)或沸點(diǎn)（℃）	水
水楊酸	138	158（熔點(diǎn)）	微溶
醋酸酐	102	139.4（沸點(diǎn)）	易水解
乙酰水楊酸	180	135（熔點(diǎn)）	微溶

請(qǐng)根據(jù)以上信息回答下列問(wèn)題：
（1）制備阿司匹林時(shí)，要使用干燥的儀器的原因是醋酸酐和水易發(fā)生反應(yīng)．
（2）合成阿司匹林時(shí)，最合適的加熱方法是水浴加熱．
（3）提純粗產(chǎn)品流程如下，加熱回流裝置如圖：

①使用溫度計(jì)的目的是控制加熱的溫度，防止乙酰水楊酸受熱易分解．
②冷凝水的流進(jìn)方向是a（填“a”或“b”）；
③趁熱過(guò)濾的原因是防止乙酰水楊酸結(jié)晶析出．
④下列說(shuō)法正確的是abc（填選項(xiàng)字母）．
a．此種提純方法中乙酸乙酯的作用是做溶劑
b．此種提純粗產(chǎn)品的方法叫重結(jié)晶
c．根據(jù)以上提純過(guò)程可以得出阿司匹林在乙酸乙酯中的溶解度低溫時(shí)大
d．可以用紫色石蕊溶液判斷產(chǎn)品中是否含有未反應(yīng)完的水楊酸
（4）在實(shí)驗(yàn)中原料用量：2.0g水楊酸、5.0mL醋酸酐（ρ=1.08g/cm³），最終稱得產(chǎn)品質(zhì)量為2.2g，則所得乙酰水楊酸的產(chǎn)率為84.3%（用百分?jǐn)?shù)表示，小數(shù)點(diǎn)后一位）．

Answer 1

分析 醋酸酐和水楊酸混合，然后向混合溶液中加入濃硫酸，搖勻后加熱至85℃，然后冷卻、過(guò)濾、水洗得到粗產(chǎn)品；
（1）醋酸酐和水易發(fā)生反應(yīng)生成乙酸；
（2）合成阿司匹林時(shí)要控制溫度在85℃～90℃，該溫度低于水的沸點(diǎn)；
（3）向粗產(chǎn)品中加入乙酸乙酯，增大乙酰水楊酸的溶解性，然后加熱回流，趁熱過(guò)濾，然后冷卻、減壓過(guò)濾、洗滌、干燥得到乙酰水楊酸，
①乙酰水楊酸受熱易分解；
②冷凝水采用逆流方法；
③乙酰水楊酸在溫度低時(shí)易結(jié)晶析出；
④利用水楊酸、乙酰水楊酸在乙酸乙酯中溶解度不同進(jìn)行分離提純，水楊酸與乙酰水楊酸均含有羧基，且在水中微弱，不能用紫色石蕊溶液判斷產(chǎn)品中是否含有未反應(yīng)完的水楊酸；
（4）水楊酸的相對(duì)分子質(zhì)量為138，n（水楊酸）=2.0 g÷138g/mol=0.0145mol，n（乙酸酐）=（5.0 mL×1.08 g/cm³）÷102g/mol=0.0529mol，由于乙酸酐的物質(zhì)的量大于水楊酸，所以得到的乙酰水楊酸應(yīng)該按照水楊酸來(lái)計(jì)算，故理論上得到乙酰水楊酸的質(zhì)量為0.0145mol×180g/mol=2.61g，產(chǎn)率=$\frac{實(shí)際質(zhì)量}{理論質(zhì)量}×100%$．

解答 解：醋酸酐和水楊酸混合，然后向混合溶液中加入濃硫酸，搖勻后加熱至85℃，然后冷卻、過(guò)濾、水洗得到粗產(chǎn)品；
（1）醋酸酐和水易發(fā)生反應(yīng)生成乙酸，生成的乙酸抑制水楊酸和乙酸酐反應(yīng)，所以需要干燥儀器，
故答案為：醋酸酐和水易發(fā)生反應(yīng)；
（2）合成阿司匹林時(shí)要控制溫度在85℃～90℃，該溫度低于水的沸點(diǎn)，所以合適的加熱方法是水浴加熱，
故答案為：水浴加熱；
（3）①乙酰水楊酸受熱易分解，分解溫度為128℃～135℃，使用溫度計(jì)的目的是控制加熱的溫度，防止乙酰水楊酸受熱易分解，
故答案為：乙酰水楊酸受熱易分解；
②采取逆流原理通入冷凝水，充滿冷凝管，充分冷凝回流，冷凝水從a口進(jìn)，從b口出，
故答案為：a；
③趁熱過(guò)濾，防止乙酰水楊酸結(jié)晶析出，減少損失，
故答案為：防止乙酰水楊酸結(jié)晶析出；
④乙酸乙酯起溶劑作用，趁熱過(guò)濾除去水楊酸，再冷卻結(jié)晶析出乙酰水楊酸，說(shuō)明低溫時(shí)乙酰水楊酸在乙酸乙酯中的溶解度較小，利用水楊酸、乙酰水楊酸在乙酸乙酯中溶解度不同就行分離提純，這種分離提純方法為重結(jié)晶，由于水楊酸與乙酰水楊酸均含有羧基，且在水中微弱，不能用紫色石蕊溶液判斷產(chǎn)品中是否含有未反應(yīng)完的水楊酸，
故選：abc；
（4）水楊酸的相對(duì)分子質(zhì)量為138，n（水楊酸）=2.0 g÷138g/mol=0.0145mol，n（乙酸酐）=（5.0 mL×1.08 g/cm³）÷102g/mol=0.0529mol，由于乙酸酐的物質(zhì)的量大于水楊酸，所以得到的乙酰水楊酸應(yīng)該按照水楊酸來(lái)計(jì)算，故理論上得到乙酰水楊酸的質(zhì)量為0.0145mol×180g/mol=2.61g，產(chǎn)率=$\frac{實(shí)際質(zhì)量}{理論質(zhì)量}×100%$=$\frac{2.2g}{2.61g}$×100%=84.3%，
故答案為：84.3%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查有機(jī)物制備實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)，側(cè)重考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)原理及對(duì)題給信息的獲取和正確應(yīng)用，明確實(shí)驗(yàn)原理及元素化合物性質(zhì)、實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范性是解本題關(guān)鍵，（3）中注意根據(jù)流程理解分離提純方法，題目難度不大．