Question

5．苯甲醇和苯甲酸可由苯甲醛在濃氫氧化鈉溶液中制備，其實驗流程如下：

已知：①主要反應如下（圖1）：

②副反應：C₆H₅CHO+NaHSO₃→C₆H₅CH（OH）SO₃Na
③其他信息：苯甲酸（M=122）熔點122.1℃，在水中的溶解度為：0.18g（4℃）、0.34g（25℃）、0.95g（60℃）、6.8g（95℃）；乙醚沸點34.6℃，密度0.7138；苯甲醇的沸點205，7℃；石蠟油沸點高于250℃．
（1）除去乙醚的操作是蒸餾；操作③的名稱是抽濾或過濾．
（2）用乙醚作萃取劑的原因苯甲醇易溶于乙醚而苯甲酸鈉不溶于乙醚，且乙醚與水不互溶．
（3）操作①后得到的乙醚層需依次用飽和NaHSO₃溶液、飽和Na₂CO₃溶液、水進行洗滌．用飽和NaHSO₃溶液洗滌的目的是除去未反應完的苯甲醛，而用飽和Na₂CO₃溶液洗滌是為了去除醚層中極少量的苯甲酸，請用離子方程式說明產(chǎn)生該物質(zhì)的原因．
（4）操作②獲得產(chǎn)品X的加熱方式是石蠟油油浴加熱，該步操作所用冷凝管應是空氣冷凝管．
（5）稱取2.000g產(chǎn)品Y于250mL錐形瓶中，加入適量的蒸餾水，再用1.000mol•L^-1 NaOH溶液滴定，加入幾滴酚酞作指示劑（填“甲基橙”、“石蕊試液”或“酚酞”），滴定至終點消耗16.00mL NaOH溶液，則產(chǎn)品中Y的質(zhì)量分數(shù)為97.6%．

Answer 1

分析 由流程可知，苯甲醛與NaOH反應生成苯甲醇、苯甲酸鈉，然后加水、乙醚萃取苯甲醇，則乙醚溶液中含苯甲醇，操作②為蒸餾，得到產(chǎn)品X為苯甲醇；水溶液中含苯甲酸鈉，加50%鹽酸發(fā)生強酸制取弱酸的反應，生成苯甲酸，苯甲酸的溶解度小，則操作③為抽濾或過濾，則產(chǎn)品Y為苯甲酸．
（1）乙醚溶液中含苯甲醇，操作②為蒸餾，得到產(chǎn)品甲為苯甲醇，苯甲酸的溶解度小，則操作③為抽濾或過濾；
（2）萃取劑的選擇應考慮是否反應及溶解性，萃取操作時，應選擇有機萃取劑，且萃取劑與被萃取的物質(zhì)不反應，與水混合分層，苯甲醇易溶于乙醚，且乙醚與水互不相溶；
（3）用飽和NaHSO₃溶液洗滌除去未反應完的苯甲醛，用飽和Na₂CO₃溶液洗滌去除醚層中極少量的苯甲酸；
（4）產(chǎn)品X為苯甲醇，石蠟油沸點高于250℃，蒸餾得產(chǎn)品X加熱方式應控制苯甲醇的沸點餾出X；在石蠟油油浴加熱；升溫至140℃時應對水冷凝管冷凝方法調(diào)整為空氣冷凝管；
（5）產(chǎn)品Y為苯甲酸，強堿滴定弱酸恰好反應生成的鹽是強堿弱酸鹽，鹽水解顯堿性，應選擇堿性條件下變色的指示劑；發(fā)生中和反應，根據(jù)c（酸）×V（酸）=c（堿）×V（堿）計算．

解答 解：由流程可知，苯甲醛與NaOH反應生成苯甲醇、苯甲酸鈉，然后加水、乙醚萃取苯甲醇，則乙醚溶液中含苯甲醇，操作②為蒸餾，得到產(chǎn)品X為苯甲醇；水溶液中含苯甲酸鈉，加50%鹽酸發(fā)生強酸制取弱酸的反應，生成苯甲酸，苯甲酸的溶解度小，則操作③為抽濾或過濾，則產(chǎn)品Y為苯甲酸．
（1）乙醚溶液中含苯甲醇，根據(jù)乙醚、苯甲醇的沸點的不同來實現(xiàn)除去乙醚的方法是蒸餾，苯甲酸的溶解度小，分離固液用過濾，也可用減壓過濾，減壓過濾也稱抽濾，
則操作③為抽濾或過濾，
故答案為：蒸餾；抽濾或過濾；
（2）苯甲醇、乙醚為有機物，苯甲醇易溶于乙醚，苯甲酸鈉為有機鹽不溶于乙醚，乙醚不溶于水，所以選擇乙醚作萃取劑，萃取苯甲醇，且易與水分層，
故答案為：苯甲醇易溶于乙醚而苯甲酸鈉不溶于乙醚，且乙醚與水不互溶；
（3）醛類可以跟亞硫酸氫鈉飽和溶液發(fā)生加成反應，實驗步驟中的，飽和亞硫酸氫鈉溶液洗滌目的是洗去為反應的苯甲醛；碳酸鈉溶液呈堿性，能和酸反應生成二氧化碳，碳酸鈉溶液洗滌是為了除去醚層中極少量的苯甲酸，苯甲酸是苯甲酸鈉水解生成的，反應的離子方程式為：
；
故答案為：除去未反應完的苯甲醛；苯甲酸；；
（4）產(chǎn)品X為苯甲醇，蒸餾得產(chǎn)品X加熱方式應控制苯甲醇的沸點餾出X；石蠟油沸點高于250℃，在石蠟油油浴加熱能達到蒸餾苯甲醇餾出；升溫至140℃時應對水冷凝管冷凝方法調(diào)整為空氣冷凝管，常溫下苯甲醇為液體；
故答案為：石蠟油油浴加熱；空氣冷凝管；
（5）氫氧化鈉和弱酸苯甲酸反應恰好反應生成的鹽是強堿弱酸鹽，鹽水解顯堿性，應選擇堿性條件下變色的指示劑，不能選擇甲基橙、石蕊，應選擇酚酞指示劑，n（NaOH）=1.000mol/L×16×10^-3L=1.6×10^-2mol，則試樣中苯甲酸的物質(zhì)的量為1.6×10^-2mol，質(zhì)量為1.6×10^-2mol×122g/mol=1.952g，試樣中苯甲酸的含量為$\frac{1.952g}{2g}$×100%=97.6%，
故答案為：酚酞；97.6%．

點評 本題考查了有機實驗分離提純的步驟分析判斷、物質(zhì)制備的條件應用，為高頻考點，把握有機物的性質(zhì)及分離流程中的反應、混合物分離方法為解答的關(guān)鍵，要求學生具有分析和解決問題的能力，注意把握實驗操作原理，題目難度大．