Question

16．4，7-二甲基香豆素（熔點：132.6℃）是一種重要的香料，廣泛分布于植物界中，由間-甲苯酚為原料的合成反應(yīng)如下：

實驗裝置圖如圖：

主要實驗步驟：
步驟1：向裝置a中加入60mL濃硫酸，并冷卻至0℃以下，攪拌下滴入間-甲苯酚30mL（0.29mol）和乙酰乙酸乙酯26.4mL （0.21mol）的混合物．
步驟2：保持在10℃下，攪拌12h，反應(yīng)完全后，將其倒入冰水混合物中，然后抽濾、水洗得粗產(chǎn)品
步驟3：粗產(chǎn)品用乙醇溶解并重結(jié)晶，得白色針狀晶體并烘干，稱得產(chǎn)品質(zhì)量為33.0g．
（1）簡述裝置b中將活塞上下部分連通的目的平衡上下氣壓，使漏斗中液體順利流下．
（2）濃H₂SO₄需要冷卻至0℃以下的原因是防止?jié)釮₂SO₄將有機物氧化或炭化．
（3）反應(yīng)需要攪拌12h，其原因是使反應(yīng)物充分接觸反應(yīng)，提高反應(yīng)產(chǎn)率．
（4）本次實驗產(chǎn)率為89.0%（百分數(shù)保留一位小數(shù)）．
（5）實驗室制備乙酸乙酯的化學(xué)反應(yīng)方程式CH₃CH₂OH+CH₃COOHCH₃COOCH₂CH₃+H₂O，用飽和的碳酸鈉溶液（填藥品名稱）收集粗產(chǎn)品，用分液（填操作名稱）的方法把粗產(chǎn)品分離．

Answer 1

分析 本題考查的是利用間-甲苯酚合成4，7-二甲基香豆素的探究實驗，涉及反應(yīng)過程中的操作注意點，如為了使漏斗中液體順利流下裝置b中必須將活塞上下部分連通，為了降低濃硫酸的強氧化性，需將溫度冷卻至0℃以下，為了使反應(yīng)充分需要不斷攪拌，另外還考查了用乙醇與乙酸混合加熱制乙酸乙酯的原理；
（1）根據(jù)實驗的需要結(jié)合大氣壓強原理來回答，裝置b中將活塞上下部分連通，能平衡上下氣壓，使漏斗中液體順利流下；
（2）濃硫酸具有強氧化性和脫水性，溫度高能使有機物氧化和脫水碳化；
（3）反應(yīng)需要攪拌12h，使反應(yīng)物充分接觸反應(yīng)，提高反應(yīng)產(chǎn)率；
（4）已知間甲苯酚30mL（0.29mol）、乙酰乙酸乙酯26.4mL （0.21mol），若完全反應(yīng)間甲苯酚過量，按照乙酰乙酸乙酯計算求出理論產(chǎn)量，再求出產(chǎn)率；
（5）酯化反應(yīng)的本質(zhì)為酸脫羥基，醇脫氫，羧酸中的羧基提供-OH，醇中的-OH提供-H，相互結(jié)合生成水；實驗室用乙醇和乙酸在濃硫酸作用下加熱制備乙酸乙酯；碳酸鈉溶液顯示堿性；乙酸乙酯不溶于碳酸鈉溶液，混合液分層，為了除去乙酸乙酯中的乙醇和乙酸，用碳酸鈉溶液吸收，乙酸乙酯與水不互溶，據(jù)此分離混合物．

解答 解：（1）裝置中裝置b中將活塞上下部分連通具有平衡氣壓的作用，使漏斗中間甲苯酚30mL（0.29mol）和乙酰乙酸乙酯26.4mL （0.21mol）的混合物順利流下，故答案為：平衡上下氣壓，使漏斗中液體順利流下；
（2）濃硫酸具有強氧化性和脫水性，反應(yīng)溫度高濃硫酸能使有機物氧化和脫水碳化，發(fā)生副反應(yīng)，所以濃H₂SO₄需要冷卻至0℃以下，故答案為：防止?jié)釮₂SO₄將有機物氧化或炭化；
（3）不斷的攪拌反應(yīng)混合物，可以使反應(yīng)物充分接觸反應(yīng)，從而提高反應(yīng)產(chǎn)率，故答案為：使反應(yīng)物充分接觸反應(yīng)，提高反應(yīng)產(chǎn)率；
 （4））已知間甲苯酚30mL（0.29mol）、乙酰乙酸乙酯26.4mL（0.21mol），若完全反應(yīng)間甲苯酚過量，按照乙酰乙酸乙酯計算理論產(chǎn)量為0.21mol×176g/mol=36.96g，則產(chǎn)率$\frac{33.0g}{36.96}$×100%≈89.0%，故答案為：89.0%；
（5）酯化反應(yīng)的本質(zhì)為酸脫羥基，醇脫氫，乙酸與乙醇在濃硫酸作用下加熱發(fā)生酯化反應(yīng)生成乙酸乙酯和水，該反應(yīng)方程式為：CH₃CH₂OH+CH₃COOHCH₃COOCH₂CH₃+H₂O，制備乙酸乙酯時常用飽和碳酸鈉溶液吸收乙酸乙酯，除去乙醇和乙酸、降低乙酸乙酯的溶解度，便于分層，乙酸乙酯不溶于水溶液，所以分離的方法為分液，故答案為：CH₃CH₂OH+CH₃COOHCH₃COOCH₂CH₃+H₂O；飽和的碳酸鈉溶液；分液．

點評 本題考查了有機物的制備實驗，側(cè)重于實驗儀器、實驗操作、產(chǎn)率的計算的考查，題目難度中等，考查了學(xué)生的實驗探究能力．