Question

乙酰水楊酸俗稱阿司匹林，是一種歷史悠久的解熱鎮(zhèn)痛藥。合成原理是：

虛框中為提純?cè)�理，是為了除去該反�?yīng)的副產(chǎn)物：水楊酸酐、乙酰水楊酸水楊酯、乙酰水楊酸酐和聚合物等。水楊酸（熔點(diǎn)158℃）和乙酰水楊酸（熔點(diǎn)135℃）微溶于冷水、可溶于熱水和乙酸乙酯。生產(chǎn)流程是：
 
（1）操作I、III的名稱是      ；使用熱水浴加熱的原因是                   。
（2）可以循環(huán)利用的是       ；固體2的成份是                            。
（3）為了檢驗(yàn)產(chǎn)品中是否含有水楊酸，并進(jìn)行精制（除去產(chǎn)品中的其它反應(yīng)物和副產(chǎn)物），進(jìn)行以下操作，請(qǐng)完成下表：

序號(hào)	操作	現(xiàn)象	結(jié)論
檢 驗(yàn)	取幾粒產(chǎn)品晶體投入裝適量熱水的試管中，振蕩	得無(wú)色溶液
	向試管中滴入       溶液	.	產(chǎn)品中有水楊酸
重 結(jié)晶	將粗產(chǎn)品溶于適量的水中，水浴加熱，趁熱過(guò)濾，將濾液                ，抽濾	有晶體析出	精產(chǎn)品

 
（4）用中和法測(cè)定產(chǎn)品純度：
取a g產(chǎn)品溶解于V₁ mL1mol/L的NaOH溶液中，加熱使乙酰水楊酸水解，再用1 mol/L的鹽酸滴定過(guò)量的NaOH，當(dāng)?shù)味ńK點(diǎn)時(shí)消耗鹽酸V₂ mL；計(jì)算出產(chǎn)品純度為                            （只需列出計(jì)算表達(dá)式，不必化簡(jiǎn)。乙酰水楊酸分子量為180）。

Answer 1

（17分）
（1）（共4分）過(guò)濾（2分，從信息水楊酸和乙酰水楊酸的熔點(diǎn)看出它們常溫是固體，而副產(chǎn)物分子量更大，常溫更是固體，所以分離用過(guò)濾）   易于控制反應(yīng)溫度在50-60℃（2分。只答出50-60℃、沒(méi)有“易于控制溫度”字樣只給1分）
（2）（共4分）溶液1（2分。說(shuō)明：方框二中殘余反應(yīng)物暗示）    副產(chǎn)物（或水楊酸酐、乙酰水楊酸水楊酯、乙酰水楊酸酐和聚合物其中一種。2分）[說(shuō)明：信息中的水楊酸和乙酰水楊酸的物理常數(shù)暗示為固體] 
（3）（共6分）  檢驗(yàn)：三氯化鐵溶液（2分）   出現(xiàn)紫色（2分）
重結(jié)晶：冷卻至室溫（或降溫結(jié)晶、或冷卻結(jié)晶。2分。說(shuō)明：信息中的水楊酸和乙酰水楊酸微溶于冷水、可溶于熱水，說(shuō)明要得到更多的產(chǎn)物需降溫結(jié)晶）
（4）（共3分）（或 、，合理列式均給分）  [說(shuō)明：1mol乙酰水楊酸徹底水解時(shí)最多可中和3molNaOH]

解析試題分析：（1）從信息水楊酸和乙酰水楊酸的熔點(diǎn)看出它們常溫是固體，且二者可溶于熱水，微溶于冷水，則乙酰水楊酸及殘余的水楊酸、水楊酸分子內(nèi)酯化成的環(huán)狀酯等為固體I的主要成分，乙酸與水以任意比例互溶，則溶液I的主要成份是反應(yīng)副產(chǎn)物乙酸、反應(yīng)殘余物水楊酸等，所以分離固體I、溶液I的操作I為過(guò)濾；根據(jù)已知合成原理可知，水楊酸與乙酸酐在濃H₂SO₄、50-60℃下發(fā)生取代反應(yīng)反應(yīng)，生成乙酰水楊酸和乙酸，則使用熱水浴加熱的原因是易于控制反應(yīng)溫度在50-60℃；（2）由于溶液I中含有殘余反應(yīng)物水楊酸，因此可以循環(huán)利用；根據(jù)虛框中的提純?cè)�理可知，羧酸的酸性比碳酸�?qiáng)，則固體I中的乙酰水楊酸能溶于飽和碳酸鈉溶液，而副產(chǎn)物中的水楊酸酐、乙酰水楊酸水楊酯、乙酰水楊酸酐和水楊酸縮聚反應(yīng)產(chǎn)生的高聚酯等不溶于飽和碳酸鈉溶液，因此固體2的成分是副產(chǎn)物（或水楊酸酐、乙酰水楊酸水楊酯、乙酰水楊酸酐和聚合物其中一種）；（3）水楊酸的官能團(tuán)是羧基和酚羥基，前者可用氣體法檢驗(yàn)，后者可用顯色反應(yīng)法或沉淀法檢驗(yàn)，因此可用向步驟1所得溶液中滴入過(guò)量飽和NaHCO₃溶液（或少量FeCl₃溶液或少量飽和溴水），若產(chǎn)生無(wú)色無(wú)味氣體（或溶液顯紫色或產(chǎn)生白色沉淀），說(shuō)明產(chǎn)品中含有水楊酸；因?yàn)樾畔⒅械乃畻钏岷鸵阴Ｋ畻钏嵛⑷苡诶渌�、可溶于熱水，說(shuō)明要得到更多的產(chǎn)物需降溫結(jié)晶，則重結(jié)晶時(shí)，將粗產(chǎn)品溶于適量蒸餾水中，水浴加熱，趁熱過(guò)濾，將濾液冷卻至室溫（或降溫結(jié)晶、或冷卻結(jié)晶）；（4）首先，用c?V=n求NaOH總的物質(zhì)的量；其次，由NaOH與HCl中和滴定時(shí)的系數(shù)之比等于物質(zhì)的量之比求過(guò)量NaOH的物質(zhì)的量；第三步，由二者之差求與乙酸水楊酸反應(yīng)的NaOH的量；第四步，由于1分子乙酰水楊酸最多與3分子NaOH反應(yīng)，根據(jù)乙酰水楊酸與NaOH的系數(shù)之比等于物質(zhì)的量之比求乙酰水楊酸的物質(zhì)的量；第五步，由nM=m求乙酰水楊酸的質(zhì)量；最后，根據(jù)乙酰水楊酸的質(zhì)量除以產(chǎn)品的質(zhì)量求產(chǎn)品純度；綜合上述計(jì)算，可得產(chǎn)品的純度計(jì)算表達(dá)式為
×100%。
考點(diǎn)：考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)，涉及混合物分離提純的操作名稱、解釋水浴加熱的原因、生產(chǎn)流程中可以循環(huán)利用的物質(zhì)、濾渣2的成分、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案檢驗(yàn)水楊酸的存在、設(shè)計(jì)粗水楊酸重結(jié)晶的實(shí)驗(yàn)方案、計(jì)算水楊酸精品純度、物質(zhì)的量濃度與物質(zhì)的量的計(jì)算、物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計(jì)算中的應(yīng)用、過(guò)量問(wèn)題的計(jì)算等。