Question

18．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：
醋酸酐+水楊酸$\stackrel{濃硫酸}{→}$$\stackrel{搖勻}{→}$$\stackrel{85℃-90℃加熱}{→}$$\stackrel{冷卻}{→}$$→_{洗滌}^{減壓過濾}$粗產(chǎn)品
主要試劑和產(chǎn)品的物理常數(shù)如下表所示：

名稱	相對分子質(zhì)量	熔點(diǎn)或沸點(diǎn)（℃）	水溶性
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

請根據(jù)以上信息回答下列問題：
（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：
粗產(chǎn)品$→_{沸石}^{乙酸乙酯}$$→_{回流}^{加熱}$$\stackrel{趁熱過濾}{→}$$→_{減壓過濾}^{冷卻}$$→_{干燥}^{洗滌}$乙酰水楊酸
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趁熱過濾的原因是防止乙酰水楊酸結(jié)晶析出．
④下列說法正確的是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=1.08/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、過濾、水洗得到粗產(chǎn)品，然后向粗產(chǎn)品中加入飽和碳酸氫鈉溶液，使乙酰水楊酸轉(zhuǎn)化為易溶于水的乙酰水楊酸鈉，從而除去雜質(zhì)；然后加入濃鹽酸除去剩余的碳酸氫鈉、將乙酰水楊酸鈉轉(zhuǎn)化為乙酰水楊酸，最后過濾、洗滌、干燥得到乙酰水楊酸，
（1）由于乙酸酐與水反應(yīng)發(fā)生水解反應(yīng)，制備中儀器應(yīng)干燥；
（2）控制溫度在85℃～90℃，溫度低于100℃，應(yīng)采取水浴加熱；
（3）①乙酰水楊酸受熱易分解，分解溫度為128℃～135℃；
②采取逆流原理通入冷凝水，充滿冷凝管，充分冷凝回流；
③防止乙酰水楊酸結(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就行分離提純，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）計(jì)算水楊酸、乙酸酐的物質(zhì)的量，進(jìn)行過量判斷，根據(jù)不足量的物質(zhì)計(jì)算理論產(chǎn)量，進(jìn)而計(jì)算產(chǎn)率．

解答 解：（1）乙酸酐容易發(fā)生水解生成乙酸，故儀器應(yīng)干燥防止乙酸酐水解，
故答案為：防止乙酸酐水解；
（2）控制溫度在85℃～90℃，小于100℃，應(yīng)使用水浴加熱，
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，趁熱過濾除去水楊酸，再冷卻結(jié)晶析出乙酰水楊酸，說明低溫時(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）n（水楊酸）=$\frac{2.0g}{138g/mol}$=0.0145mol，n（醋酸酐）=$\frac{5.0mL×1.08g/mL}{102g/mol}$=0.053mol，則理論上生成乙酰水楊酸0.0145mol，產(chǎn)率為$\frac{2.2g}{0.0145mol×180g/mol}$=84.3%，
故答案為：84.3%．

點(diǎn)評 本題考查有機(jī)物制備實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與評價(jià)，注意對題目信息的應(yīng)用，（3）中注意根據(jù)流程理解分離提純方法，較好的考查學(xué)生分析解決問題的能力，題目難度中等．