Question

11．阿司匹林（  ）是世界上應(yīng)用最廣泛的解熱、鎮(zhèn)痛藥．因乙酸很難與酚羥基酯化，工業(yè)上以水楊酸（ ）與乙酸酐[（CH₃CO）₂O]為主要原料合成阿司匹林．粗產(chǎn)品中主要的副產(chǎn)物是水楊酸多聚物，需進(jìn)一步提純．反應(yīng)原理和相關(guān)物理數(shù)據(jù)如下：
+（CH₃CO）₂O$?_{△}^{濃硫酸}$+CH₃COOH

名稱	常溫下?tīng)顟B(tài)	水中溶解性
乙酸酐	液	與水反應(yīng)
阿司匹林	固	冷水中微溶；熱水中易溶
水楊酸多聚物	固	難溶

如圖1是工業(yè)上制備并提純阿司匹林的部分流程：

完成下列填空：
（1）步驟①的反應(yīng)裝置如圖2所示（加熱裝置未畫出），實(shí)驗(yàn)儀器必須干燥的原因是防止乙酸酐與水反應(yīng)生成乙酸，不利于反應(yīng)發(fā)生；冷凝管的作用是冷凝回流；對(duì)燒瓶進(jìn)行加熱的合適方法是水浴加熱．
（2）反應(yīng)中加入的乙酸酐是過(guò)量的，過(guò)量的目的是提高水楊酸的轉(zhuǎn)化率；步驟②中加入水的目的是使乙酸酐轉(zhuǎn)化為乙酸，同時(shí)放出大量的熱，需冷卻至常溫再進(jìn)行過(guò)濾，冷卻的目的是減少阿司匹林因溶解而損失（使阿司匹林結(jié)晶析出）；檢驗(yàn)步驟③所得濾液中是否含有水楊酸，可選用的試劑是FeCl₃．（寫化學(xué)式）
（3）步驟④中加入NaHCO₃的目的是使阿司匹林轉(zhuǎn)化為易溶于水的鹽．
（4）步驟⑤過(guò)濾得到的濾渣主要是水楊酸多聚物．步驟⑥中加入鹽酸后發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為．
（5）從步驟⑥到成品純阿司匹林的剩余操作依次有結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥．

Answer 1

分析 工業(yè)上以水楊酸（ ）與乙酸酐[（CH₃CO）₂O]為主要原小于100°C合成阿司匹林，反應(yīng)物中加入濃硫酸催化劑在80°C保溫加熱發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)是可逆反應(yīng)，得到產(chǎn)物中主要的副產(chǎn)物是水楊酸多聚物，難溶于水，阿司匹林冷水中微溶，熱水中易溶，乙酸酐和水發(fā)生反應(yīng)，所以實(shí)驗(yàn)儀器要干燥，步驟②中加入水的目的是使乙酸酐轉(zhuǎn)化為乙酸，同時(shí)放出大量的熱，需冷卻至常溫再進(jìn)行過(guò)濾，得到產(chǎn)物冷卻過(guò)濾得到粗產(chǎn)品，加入飽和碳酸氫鈉溶液中和生成的乙酸，生成易溶于水的乙酰水楊酸鈉，過(guò)濾除去不溶物水楊酸多聚物，在濾液中加入稀鹽酸和乙酰水楊酸鈉反應(yīng)生成乙酰水楊酸，通過(guò)結(jié)晶，過(guò)濾，洗滌，干燥等措施得到阿司匹林；
（1）實(shí)驗(yàn)儀器必須干燥防止乙酸酐與水反應(yīng)生成乙酸，冷凝管是起到冷凝回流作用，反應(yīng)溫度小于100°C，需要用水浴加熱控制溶液溫度；
（2）乙酸酐和水楊酸的反應(yīng)是可逆反應(yīng)，乙酸酐過(guò)量的目的促進(jìn)平衡正向進(jìn)行，提高水楊酸的轉(zhuǎn)化率，冷卻至常溫再進(jìn)行過(guò)濾使阿司匹林結(jié)晶析出，檢驗(yàn)水楊酸可以利用酚羥基的特征性質(zhì)鑒別，加入氯化鐵溶液呈紫色；
（3）加入NaHCO₃的目的是中和生成的乙酸，生成易溶于水的乙酰水楊酸鈉；
（4）上述分析可知步驟⑤過(guò)濾得到的濾渣主要是水楊酸多聚物，加入稀鹽酸和乙酰水楊酸鈉反應(yīng)生成乙酰水楊酸；
（5）阿司匹林冷水中微溶，熱水中易溶，可以蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾洗滌，干燥得到．

解答 解：工業(yè)上以水楊酸（ ）與乙酸酐[（CH₃CO）₂O]為主要原小于100°C合成阿司匹林，反應(yīng)物中加入濃硫酸催化劑在80°C保溫加熱發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)是可逆反應(yīng)，得到產(chǎn)物中主要的副產(chǎn)物是水楊酸多聚物，難溶于水，阿司匹林冷水中微溶，熱水中易溶，乙酸酐和水發(fā)生反應(yīng)，所以實(shí)驗(yàn)儀器要干燥，步驟②中加入水的目的是使乙酸酐轉(zhuǎn)化為乙酸，同時(shí)放出大量的熱，需冷卻至常溫再進(jìn)行過(guò)濾，得到產(chǎn)物冷卻過(guò)濾得到粗產(chǎn)品，加入飽和碳酸氫鈉溶液中和生成的乙酸，生成易溶于水的乙酰水楊酸鈉，過(guò)濾除去不溶物水楊酸多聚物，在濾液中加入稀鹽酸和乙酰水楊酸鈉反應(yīng)生成乙酰水楊酸，通過(guò)結(jié)晶，過(guò)濾，洗滌，干燥等措施得到阿司匹林；
（1）因乙酸很難與酚羥基酯化，乙酸酐與水反應(yīng)生成乙酸，難和水楊酸發(fā)生反應(yīng)生成酯，所以實(shí)驗(yàn)儀器必須干燥，冷凝管是起到冷凝回流作用，反應(yīng)溫度小于100°C，需要用水浴加熱控制溶液溫度，
故答案為：防止乙酸酐與水反應(yīng)生成乙酸，不利于反應(yīng)發(fā)生；冷凝回流；水浴加熱；
（2）乙酸酐和水楊酸的反應(yīng)是可逆反應(yīng)，乙酸酐過(guò)量的目的促進(jìn)平衡正向進(jìn)行，提高水楊酸的轉(zhuǎn)化率，步驟②中加入水的目的是使乙酸酐轉(zhuǎn)化為乙酸，同時(shí)放出大量的熱，冷卻至常溫再進(jìn)行過(guò)濾使阿司匹林結(jié)晶析出，減少阿司匹林因溶解而損失，檢驗(yàn)水楊酸可以利用酚羥基的特征性質(zhì)鑒別，加入氯化鐵溶液呈紫色，說(shuō)明步驟③所得濾液中是否含有水楊酸，
故答案：提高水楊酸的轉(zhuǎn)化率；減少阿司匹林因溶解而損失（使阿司匹林結(jié)晶析出）；FeCl₃；
（3）加入NaHCO₃的目的是中和生成的乙酸，生成易溶于水的乙酰水楊酸鈉，易和難溶的水楊酸多聚物分離，
故答案為：使阿司匹林轉(zhuǎn)化為易溶于水的鹽；
（4）上述分析可知步驟⑤過(guò)濾得到的濾渣主要是水楊酸多聚物，加入稀鹽酸和乙酰水楊酸鈉反應(yīng)生成乙酰水楊酸，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：，
故答案為：水楊酸多聚物，；
（5）阿司匹林冷水中微溶，熱水中易溶，可以蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾洗滌，干燥得到，故答案為：結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了有機(jī)物的制備方法，主要是反應(yīng)原理和反應(yīng)條件的分析判斷，試劑的選擇和反應(yīng)產(chǎn)物判斷，注意題干中信息的讀取和應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．