Question

8．為了綜合利用地溝油，我國(guó)將地溝油提煉成生物柴油可替換柴油做燃料，目前技術(shù)已經(jīng)非常成熟．生物柴油是高級(jí)脂肪酸甲酯，可由油脂與甲醇通過(guò)酯交換生成新酯和新醇得到．已知油脂與甲醇互不相溶，反應(yīng)中若有游離脂肪酸和水，將妨礙酯的交換．酯交換反應(yīng)為：R₁COOR₂+R₃OH→R₁COOR₃+R₂OH．地溝油的預(yù)處理過(guò)程如下：
目前常用的制備方法是堿催化法，用中性油制備生物柴油的步驟如下：
①將酯交換反應(yīng)器做干燥處理，先向反應(yīng)器中加入20g中性油，再稱取40g正己烷（約61mL）．
②稱取甲醇4.6g（約5.8mL）放到錐形瓶中，然后稱取0.200g氫氧化鈉固體并使之溶解，然后加到反應(yīng)器中．
③如圖所示安裝反應(yīng)裝置．
④控制溫度在60～65℃進(jìn)行恒溫加熱，攪拌1.5～2h．
⑤停止加熱后，冷卻，取出反應(yīng)器，靜置、分液，上層為生物柴油、正己烷和甲醇，下層主要為甘油．
⑥用溫水洗滌制得的生物柴油3～4次．
⑦將水洗后的溶液倒入圓底燒瓶中，蒸餾，通過(guò)控制溫度分別得到甲醇、正己烷，直至無(wú)液體蒸出后，燒瓶中剩余的液體主要為生物柴油．
（1）酯交換反應(yīng)器由三頸燒瓶、冷凝管、溫度計(jì)、攪拌棒組成．加入正己烷的作用是作溶劑，促進(jìn)油脂與甲醇互溶．
（2）步驟④可以采用60～65℃的水浴加熱方式進(jìn)行恒溫加熱．中性油制備生物柴油的過(guò)程中可以循環(huán)利用的物質(zhì)是己烷、甲醇．
（3）地溝油在預(yù)處理時(shí)干燥、蒸餾操作的目的是除去游離脂肪酸和水，否則將妨礙酯的交換．
（4）確定步驟⑥已洗滌干凈的方法是蘸取最后一次的洗滌液，用pH試紙測(cè)其酸堿性，若為中性則已洗凈．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)裝置圖分析可知酯交換反應(yīng)器由三頸燒瓶、冷凝管、溫度計(jì)、攪拌棒組成，已知油脂與甲醇互不相溶，正己烷是一種有機(jī)溶劑可以溶解油脂和甲醇使之混合均勻發(fā)生反應(yīng)；
（2）控制溫度在100℃以下選擇水浴加熱，停止加熱后，冷卻，取出反應(yīng)器，靜置、分液，上層為生物柴油、正己烷和甲醇，下層主要為甘油，可知正己烷和甲醇可以循環(huán)使用；
（3）反應(yīng)中若有游離脂肪酸和水，將妨礙酯的交換；
（4）用溫水洗滌制得的生物柴油3～4次，檢驗(yàn)是否洗滌干凈可以利用最后一次的洗滌液檢查酸堿性設(shè)計(jì)．

解答 解：（1）依據(jù)裝置圖分析可知酯交換反應(yīng)器由三頸燒瓶、冷凝管、溫度計(jì)、攪拌棒組成，生物柴油是高級(jí)脂肪酸甲酯，可由油脂與甲醇通過(guò)酯交換生成新酯和新醇得到，已知油脂與甲醇互不相溶，正己烷是一種有機(jī)溶劑可以溶解油脂和甲醇使之混合均勻發(fā)生反應(yīng)，
故答案為：三頸燒瓶；作溶劑，促進(jìn)油脂與甲醇互溶；
（2）控制溫度在60～65℃進(jìn)行恒溫加熱應(yīng)選擇水浴加熱，停止加熱后，冷卻，取出反應(yīng)器，靜置、分液，上層為生物柴油、正己烷和甲醇，下層主要為甘油，可知正己烷和甲醇可以循環(huán)使用，
故答案為：60～65℃的水浴加熱；正己烷、甲醇；
（3）反應(yīng)中若有游離脂肪酸和水，將妨礙酯的交換，地溝油的預(yù)處理干燥、蒸餾操作的目的是除去游離脂肪酸和水，否則將妨礙酯的交換，
故答案為：除去游離脂肪酸和水，否則將妨礙酯的交換；
（4）用溫水洗滌制得的生物柴油3～4次，檢驗(yàn)是否洗滌干凈可以利用最后一次的洗滌液檢查酸堿性設(shè)計(jì)，蘸取最后一次的洗滌液，用pH試紙測(cè)其酸堿性，若為中性則已洗凈，
故答案為：蘸取最后一次的洗滌液，用pH試紙測(cè)其酸堿性，若為中性則已洗凈．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了有機(jī)混合物的分離方法和實(shí)驗(yàn)過(guò)程分析應(yīng)用，主要是題目信息的理解應(yīng)用和鹽類分析，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．