Question

8．冬青油是天然香料之一，其主要成分為水楊酸甲酯，可由水楊酸（鄰羥基苯甲酸）和甲醇作原料在濃硫酸催化下酯化而得．
實(shí)驗(yàn)步驟：
Ⅰ．如圖，在100mL三口燒瓶中放入6.9g（0.05mol）水楊酸和24g（30mL，0.75mol）甲醇，向混合物中加入約10mL甲苯，再小心地加入8mL濃硫酸，搖動(dòng)混勻：加入1～2粒沸石，裝上回流冷凝管在石棉網(wǎng)上保持85-95℃，加熱回流1.5-2小時(shí)：
Ⅱ．待裝置冷卻后，分離出甲醇，向燒瓶中加入50mL，水，然后轉(zhuǎn)移至分液漏斗，分出下層產(chǎn)物，棄去上層水層，有機(jī)層再倒入分液漏斗中；依次用50mL 5% NaHCO₃溶液洗1次（溶液呈弱堿性），30mL水洗一次（產(chǎn)物皆在下層），有機(jī)層得到粗酯；
Ⅲ．將粗酯進(jìn)行蒸餾，收集221℃～224℃的餾分．產(chǎn)品經(jīng)0.5g無(wú)水CaCl₂干燥后稱(chēng)重．
已知：甲苯與水形成的共沸物，沸點(diǎn)為85℃，該實(shí)驗(yàn)中加入甲苯，易將水蒸出．
常用物理常數(shù)：

名稱(chēng)	相對(duì)分子質(zhì)量	相對(duì)密度	熔點(diǎn)（℃）	沸點(diǎn)（℃）	溶解度
水楊酸甲酯	152	1.5369	-8.6	223.3	微溶
水楊酸	138	1.44	157	211	1.5g/L
甲醇	32	0.79	-97.8	64.5	混溶

請(qǐng)根據(jù)以上信息回答下列問(wèn)題：
（1）制備冬青油的化學(xué)方程式為；．
（2）制備冬青油時(shí)，最合適的加熱方法是水浴加熱．實(shí)驗(yàn)中加入甲苯作帶水劑的目的是反應(yīng)產(chǎn)生的水從反應(yīng)體系中分離開(kāi)來(lái)，使得平衡向右移動(dòng)，同時(shí)可以減少甲醇的用量，從而提高反應(yīng)的產(chǎn)率．
（3）反應(yīng)結(jié)束冷卻后，分離甲醇的操作是：蒸餾；
（4）在提純粗產(chǎn)品的過(guò)程中，用碳酸氫鈉溶液洗滌主要除去的雜質(zhì)是水楊酸：若改用氫氧化鈉溶液是否可以不可以（填“可以”或“不可以”），其原因是在氫氧化鈉溶液中水楊酸甲酯發(fā)生水解．
（5）檢驗(yàn)產(chǎn)品中是否含有水楊酸的化學(xué)方法是取少量晶體于試管中，加蒸餾水溶解，滴加NaHCO₃溶液，若出現(xiàn)無(wú)色氣泡則含水楊酸．最終稱(chēng)得產(chǎn)品的質(zhì)量為4.2g，則所得水楊酸甲酯的產(chǎn)率為55%（保留兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1）水楊酸制備冬青油，發(fā)生水楊酸中-COOH與甲醇中的-OH發(fā)生酯化反應(yīng)；
（2）制溫度在85～95℃下恒溫下加熱反應(yīng)，需要溫度計(jì)控制水浴溫度加熱；根據(jù)生成物濃度減小，平衡正向移動(dòng)；
（3）甲醇和水互溶，甲醇的沸點(diǎn)低；
（4）水楊酸甲酯中的雜質(zhì)是酸性物質(zhì)水楊酸；在氫氧化鈉溶液中水楊酸甲酯能發(fā)生水解；
（5）根據(jù)水楊酸是酸，具有酸的通性來(lái)解答；6.9 g （0.05 mol）水楊酸應(yīng)得到0.05mol水楊酸甲酯，即7.6g，而產(chǎn)品的質(zhì)量為4.2 g，從而求出產(chǎn)率；

解答 解：（1）水楊酸制備冬青油，發(fā)生水楊酸中-COOH與甲醇中的-OH發(fā)生酯化反應(yīng)，方程式為：；
故答案為：；
（2）控制溫度在85～95℃下恒溫下加熱反應(yīng)，溫度低于100℃，應(yīng)采取水浴加熱；反應(yīng)產(chǎn)生的水從反應(yīng)體系中分離開(kāi)來(lái)，使得平衡向右移動(dòng)，同時(shí)可以減少甲醇的用量，從而提高反應(yīng)的產(chǎn)率
故答案為：水浴加熱；反應(yīng)產(chǎn)生的水從反應(yīng)體系中分離開(kāi)來(lái)，使得平衡向右移動(dòng)，同時(shí)可以減少甲醇的用量，從而提高反應(yīng)的產(chǎn)率；
（3）甲醇和水互溶，甲醇的沸點(diǎn)低，分離甲醇的操作是蒸餾；
故答案為：蒸餾；
（4）用碳酸氫鈉溶液洗滌主要除去的雜質(zhì)是酸性物質(zhì)水楊酸；NaOH不可以做洗滌劑，因?yàn)樵跉溲趸�鈉溶液中水楊酸甲酯發(fā)生水解；
故答案為：水楊酸；不可以；在氫氧化鈉溶液中水楊酸甲酯發(fā)生水解；
（5）檢驗(yàn)產(chǎn)品中是否含有水楊酸的化學(xué)方法是取少量晶體于試管中，加蒸餾水溶解，滴加NaHCO₃溶液，若出現(xiàn)無(wú)色氣泡則含水楊酸；6.9 g （0.05 mol）水楊酸應(yīng)得到0.05mol水楊酸甲酯，即7.6g，產(chǎn)品的質(zhì)量為4.2g，故所得水楊酸甲酯的產(chǎn)率為$\frac{4.2g}{7.6g}$×100%=55%；
故答案為：取少量晶體于試管中，加蒸餾水溶解，滴加NaHCO₃溶液，若出現(xiàn)無(wú)色氣泡則含水楊酸；55%；

點(diǎn)評(píng) 本題考查有機(jī)物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，涉及物質(zhì)的分離與提純，化學(xué)平衡移動(dòng)原理，化學(xué)計(jì)算，把握物質(zhì)的性質(zhì)為解答的關(guān)鍵，難度不大．