Question

苯甲酸乙酯(C₉H₁₀O₂)别名为安息香酸乙酯，它是一种无色透明液体，不溶于水，稍有水果气味。用于配制香水香精和人造精油，大量用于食品工业中，也可用作有机合成中间体、溶剂等。其制备方法为：＋CH₃CH₂OH＋H₂O

已知：

名称	相对分子质量	颜色、状态	沸点(℃)	密度(g·cm－3)
苯甲酸*	122	无色、片状晶体	249	1.2659
苯甲酸乙酯	150	无色澄清液体	212.6	1.05
乙醇	46	无色澄清液体	78.3	0.7893
环己烷	84	无色澄清液体	80.8	0.7318

*苯甲酸在100 ℃会迅速升华。

实验步骤如下：

①在100 mL圆底烧瓶中加入12.20 g苯甲酸、25 mL 95%的乙醇(过量)、20 mL环己烷以及4 mL浓硫酸，混合均匀并加入沸石，按如图所示装好仪器，控制温度在65～70 ℃加热回流2 h。利用分水器不断分离除去反应生成的水，回流环己烷和乙醇。

②反应结束，打开旋塞放出分水器中液体后，关闭旋塞。继续加热，至分水器中收集到的液体不再明显增加，停止加热。

③将烧瓶内反应液倒入盛有适量水的烧杯中，分批加入Na₂CO₃至溶液呈中性。用分液漏斗分出有机层，水层用25 mL乙醚萃取分液，然后合并至有机层。加入氯化钙，对粗产物进行蒸馏，低温蒸出乙醚后，继续升温，接收210～213 ℃的馏分。

④检验合格，测得产品体积为12.86 mL。

回答下列问题：

(1)步骤①中加入沸石的作用是________________；如果加热一段时间后发现忘记加沸石，应该采用的正确操作是______________。

(2)步骤①中使用分水器不断分离除去水的目的是__________。

(3)步骤②中应控制馏分的温度在________。

A．65～70 ℃                                                B．78～80 ℃

C．85～90 ℃                                                D．215～220 ℃

(4)步骤③加入Na₂CO₃的作用是________________；采取分批加入Na₂CO₃而不是一次性加入的原因是________________；若Na₂CO₃加入不足，在之后蒸馏时，蒸馏烧瓶中可见到白烟生成，产生该现象的原因是________________。

(5)关于步骤③中的分液操作叙述正确的是________。

A．水溶液中加入乙醚，转移至分液漏斗中，塞上玻璃塞，将分液漏斗倒转过来，用力振摇

B．振摇几次后需打开分液漏斗上口的玻璃塞放气

C．经几次振摇并放气后，手持分液漏斗静置待液体分层

D．放出液体时，应打开上口玻璃塞或将玻璃塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔

(6)计算本实验的产率为________________。

Answer 1

解析：本题考查了有机化学实验知识，意在考查考生对相关知识的理解与应用能力。(1)沸石的作用是防止暴沸。若加热时忘记加沸石，应停止加热，冷却后及时补加。(2)及时分离出水，使平衡不断正向移动，获得更多的苯甲酸乙酯。(3)步骤②中应控制馏分的温度在85～90 ℃，其目的是把多余的环己烷、乙醇蒸馏出去，获得硫酸、苯甲酸和苯甲酸乙酯的混合物。(4)在混合物中加入Na₂CO₃的作用是除去硫酸和未反应的苯甲酸，使之生成盐类，进入水层，分液、蒸馏提纯后，可获得纯净的产品。分批加入Na₂CO₃是为了防止反应过于剧烈，产生大量泡沫而使液体溢出。根据题目信息可知，苯甲酸不稳定，加热至100 ℃时发生升华，若Na₂CO₃加入不足，有苯甲酸剩余，在蒸馏时，蒸馏烧瓶中可见到白烟生成。(5)萃取时要振荡，萃取剂挥发，分液漏斗中的压强增大，所以要放气，但放气时漏斗是倒置的，只能打开活塞放气。静置时需放在铁架台的铁圈上，(6)12.20 g苯甲酸是0.1 mol，应该生成苯甲酸乙酯0.1 mol×150 g/mol＝15 g，实际生成的是12.86 mL×1.05 g/mL＝13.5 g，故产率是13.5 g÷15 g×100%＝90%。

答案：(1)防止暴沸(1分)　冷却后补加(1分)

(2)使平衡不断正向移动(1分)

(3)C(1分)

(4)除去硫酸和未反应的苯甲酸(2分)　防止反应过于剧烈，产生大量泡沫而使液体溢出(2分)　苯甲酸乙酯中混有未除净的苯甲酸，在受热至100 ℃时发生升华(2分)

(5)AD(2分)　(6)90%(2分)