Question

5．苯甲酸甲酯是一種重要的工業(yè)原料，某化學小組采用如圖裝置，以苯甲酸、甲醇為原料制取苯甲酸甲酯．有關物質的物理性質見下表所示：

	苯甲酸	甲醇	苯甲酸甲酯
熔點/℃	122.4	-97	-12.3
沸點/℃	249	64.3	199.6
密度/℃	1.2659	0.792	1.0888
水溶性	微溶	互溶	不溶

Ⅰ合成苯甲酸甲酯粗產品
在圓底燒瓶中加入0.1mol苯甲酸和0.4mol甲醇，再小心加入3mL濃硫酸，混勻后，投入幾粒沸石，小心加熱使反應完全，得苯甲酸甲酯粗產品．
甲裝置的作用是：冷凝回流；冷卻水從b（填“a”或“b”）口進入．
Ⅱ粗產品的精制
苯甲酸甲酯粗產品中往往含有少量甲醇、硫酸、苯甲酸和水等，現(xiàn)擬用下列流程進行精制．

（1）試劑1可以是B（填編號），作用是洗去苯甲酸甲酯中過量的酸．
A．稀硫酸 B．飽和碳酸鈉溶液 C．乙醇
（2）操作2中，收集產品時，控制的溫度應在199.6℃左右．
（3）實驗制得的苯甲酸甲酯精品質量為10g，則苯甲酸的轉化率為73.5%．（結果保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 本題是利用酯化反應的原理探究以苯甲酸、甲醇為原料制取苯甲酸甲酯，操作過程可參考教材乙酸乙酯的制備實驗操作，反應物的轉化率可利用原子守恒結合物質的量為基本單位計算理論產量，據(jù)此解答．
Ⅰ有機物易揮發(fā)，B的作用是冷凝回流；根據(jù)逆流原理通入冷凝水；
Ⅱ（1）由流程圖可知，操作1是洗去苯甲酸甲酯中的硫酸、苯甲酸；
（2）操作2采取蒸餾的方法，將苯甲酸甲酯與甲醇、水分離，由苯甲酸甲酯的沸點可知應收集沸點199.6℃的餾分；
（3）令苯甲酸的轉化率為a，根據(jù)關系式C₇H₆O₂～C₈H₈O₂中質量定比關系列方程計算．

解答 解：Ⅰ有機物易揮發(fā)，B的作用是冷凝回流；根據(jù)逆流原理通入冷凝水，應從b口通入冷凝水，故答案為：冷凝回流；b；
Ⅱ（1）由流程圖可知，操作1是洗去苯甲酸甲酯中的硫酸、苯甲酸，應選擇碳酸鈉溶液，故答案為：B；洗去苯甲酸甲酯中過量的酸；
（2）操作2采取蒸餾的方法，將苯甲酸甲酯與甲醇、水分離，由苯甲酸甲酯的沸點可知應收集沸點199.6℃的餾分，故應控制溫度199.6℃，故答案為：199.6；
（3）0.1mol苯甲酸的質量為0.1mol×122g/mol=12.2g，令苯甲酸的轉化率為a，則：
C₇H₆O₂～～～C₈H₈O₂
122         136
12.2g×a    10g
所以，122：12.2a g=136：10g，解得a=73.5%，
故答案為：73.5%．

點評 本題考查有機物的合成，側重對化學實驗的考查，涉及對裝置的理解、物質的分離提純、對實驗條件的控制、對數(shù)據(jù)的分析處理等，難度中等，需要學生基本知識的基礎與靈活運用能力．