Question

19．某化學興趣小組自行設計實驗對廢PET（聚對苯二甲酸乙二醇酯）進行化學解聚制備PET的初始原料對苯二甲酸（TPA）及乙二醇（EG），以實現(xiàn)治理污染、資源的循環(huán)利用．
查閱相關資料，得到主要試劑及產物的性質：

物質	相對分子質量	性質
廢飲料瓶碎片		聚對苯二甲酸乙二醇酯：乳白色或淺黃色的聚合物．
乙二醇（EG）	62	無色無臭液體，對動物有毒性．沸點：196～198℃，與水混溶．
對苯二甲酸（TPA）	166	白色晶體或粉末，低毒．弱酸．300℃以上升華．不溶于水、乙醚、氯仿等大多數有機溶劑，可溶于DMF等強極性有機溶劑．

實驗過程如下：
（一）解聚
實驗裝置如圖所示，A為三頸燒瓶，B為直形冷凝管，C為吸濾芯瓶，各接口均為玻璃接口．向裝置中加入一定量廢飲料瓶碎片及輔助試劑（催化劑、水等）．緩慢攪拌，加熱．待溫度計上的溫度顯示高出200℃時，停止加熱．則：

（1）寫出聚對苯二甲酸乙二醇酯解聚的化學反應方程式：．
（2）C中收集到的是乙二醇；C裝置吸濾瓶不能（填“能”或“不能”）換頁成敞口錐形瓶，原因：乙二醇有毒，不能直接排放到空氣中．
（3）成品聚對苯二甲酸乙二酯是一種結晶性好，無色透明，極為堅韌的材料．有玻璃的外觀，無臭、無味、無毒，易燃，燃燒時，產生藍色邊緣的黃色火焰．其燃燒反應屬于D．
A．聚合反應　　　　　　B．加成聚合反應
C．綜合聚合反應　　　　D．高分子化學反應
（4）工業(yè)上生產“PET”的反應式為：，生產時，若消耗EG的物質的量比TPA多4‰，則上述聚合物的鏈節(jié)數n為250．

Answer 1

分析 （1）聚對苯二甲酸乙二醇酯在催化劑加熱條件下發(fā)生水解反應生成對苯二甲酸和乙二醇；
（2）根據信息，乙二醇沸點：196～198℃，而苯二甲酸300℃以上升華，所以首先氣化的為乙二醇，再根據乙二醇對動物有毒性分析吸濾瓶能否換頁成敞口錐形瓶；
（3）根據聚對苯二甲酸乙二酯燃燒生成二氧化碳和水分析；
（4）PET的鏈節(jié)中EG和TPA的物質的量比為1：1，現(xiàn)EG的物質的量比TPA多4‰，則高分子鏈的兩端應都是EG的成分，即EG單體數目比TPA多1，據此計算．

解答 解：（1）聚對苯二甲酸乙二醇酯在催化劑加熱條件下發(fā)生水解反應生成對苯二甲酸和乙二醇，反應的方程式為：，故答案為：；
（2）根據信息，乙二醇沸點：196～198℃，而苯二甲酸300℃以上升華，所以首先氣化的為乙二醇，所以C中收集到的是乙二醇；又乙二醇對動物有毒性，不能直接排放到空氣中，所以不能換頁成敞口錐形瓶；故答案為：乙二醇；不能；乙二醇有毒，不能直接排放到空氣中；
（3）因為聚對苯二甲酸乙二酯燃燒生成二氧化碳和水，所以不屬于A．聚合反應B．加成聚合反應C．綜合聚合反應；只屬于D．高分子化學反應，故選：D；
（4）PET的鏈節(jié)中EG和TPA的物質的量比為1：1，現(xiàn)EG的物質的量比TPA多4‰，則高分子鏈的兩端應都是EG的成分，即EG單體數目比TPA多1，所以$\frac{1}{n}$=0.004，n=250，則聚合物的鏈節(jié)數n為250，故答案為：250．

點評 本題考查有機物的制備和分離，明確實驗操作步驟及每一步操作目的是解本題關鍵，側重考查學生分析、知識運用能力，熟練掌握常見基本操作規(guī)范，防止安全事故發(fā)生．