Question

16．某化學小組以苯甲酸為原料，制取苯甲酸甲酯，已知有關物質的沸點如表：

物質	甲醇	苯甲酸	苯甲酸甲酯
沸點/℃	64.7	249	199.6

I．合成苯甲酸甲酯粗產(chǎn)品
（1）甲和乙兩位同學分別設計了如圖所示的兩套實驗室合成苯甲酸甲酯的裝置（夾持儀器和加熱儀器均已略去）．根據(jù)有機物的沸點，最好采用甲（填“甲”或“乙”）裝置．理由是甲中有冷凝回流裝置．

（2）實驗中濃硫酸的作用是催化劑、吸水劑冷凝水應從b（填“a”或“b”，下同）口進，a口出．
（3）反應物CH₃OH應過量，理由是為了提高苯甲酸甲酯的產(chǎn)率；兩套裝置中導管末端均沒有伸入到試管液面以下的原因防止倒吸．
Ⅱ．粗產(chǎn)品的精制
（4）苯甲酸甲酯粗產(chǎn)品中往往含有少量甲醇、苯甲酸和水等，現(xiàn)擬用下列流程圖進行精制，請在流程圖丙中方括號內填入操作方法的名稱．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)甲圖、乙圖裝置的圓底燒瓶上沒有冷凝管及甲醇易揮發(fā)進行分析；
（2）結合制取乙酸乙酯中濃硫酸的作用分析；根據(jù)冷凝管中采用逆向通水冷凝效果好解答；
（3）該反應為可逆反應，增大甲醇的用量可提高苯甲酸甲酯的產(chǎn)率；苯甲酸甲酯中混有的苯甲酸和甲醇易溶于水，若導管深入水中易發(fā)生倒吸現(xiàn)象；
（4）分液用于分離兩種不互溶的液體，蒸餾用于互溶但沸點相差較大的兩種（或兩種以上）液體分離．

解答 解：（1）由裝置圖可知，甲圖的圓底燒瓶上有冷凝管，充分起到回流作用，乙圖沒有，而本題中反應物甲醇沸點低，苯甲酸、苯甲酸甲酯的沸點遠高于甲醇，若采用乙圖，甲醇必定會大量揮發(fā)，不利于合成反應，所以應冷凝回流，減少甲醇的揮發(fā)，提高產(chǎn)率；
故答案為：甲； 甲中有冷凝回流裝置；
（2）濃硫酸在酯化反應中起到了催化劑作用，酯化反應為可逆反應，濃硫酸吸收反應生成的水，可以促進酯的生成，濃硫酸起到了吸水劑的作用；
冷凝管中采用逆向通水，冷凝效果較好，則冷凝水應該從b口進水，從a口出水，
故答案為：催化劑、吸水劑； b；a；
（3）該反應中，反應物CH₃OH應過量，可使平衡向著正向移動，有利于提高苯甲酸甲酯的產(chǎn)率
苯甲酸和甲醇都易溶于水，制取的苯甲酸甲酯中混有苯甲酸和甲醇，若導管伸入溶液中，會發(fā)生倒吸現(xiàn)象，所以兩套裝置中導管末端均沒有伸入到試管液面以下的目的是防止倒吸，
故答案為：為了提高苯甲酸甲酯的產(chǎn)率； 防止倒吸；
（4）根據(jù)流程圖可知，粗產(chǎn)品中含有甲醇和苯甲酸，加入水和碳酸鈉可以溶解甲醇、除去苯甲酸，由于苯甲酸甲酯不溶于水，則分離出苯甲酸甲酯和水溶液的方法為分液；甲醇和苯甲酸甲酯相互溶解，二者沸點不同，可以通過蒸餾操作分離，
故答案為：分液；蒸餾．

點評 本題通過苯甲酸甲酯的制備方法，考查了物質制備方案的設計與評價，題目難度中等，明確物質的制備原理為解答此類題的關鍵，該題為乙酸乙酯的制備知識的遷移題目，充分考查了學生靈活應用所學知識的能力．