Question

【题目】丙烯酸甲酯是一种重要的工业原料，某实验小组制取丙烯酸甲酯的装置如图所示：

制取的反应原理：CH2 =CHCOOH + HOCH3CH2=CHCOOCH3 + H2O。

可能用到的信息如下表：

	沸点	溶解性	性质
丙烯酸	141℃	与水互溶，易溶于有机溶剂	有毒
甲醇	65℃	与水互溶，易溶于有机溶剂	易挥发，有毒
丙烯酸甲酯	80.5℃	难溶于水，易溶于有机溶剂	易挥发

(一)制取丙烯酸甲酯

①取0.14mol丙烯酸、0.2mol的甲醇、少量的浓硫酸放置于三颈烧瓶中，连接好冷凝管，用搅拌棒搅拌，加热。

②充分反应后，冷却，向混合液中加入5% Na2CO3溶液洗至中性。

③分液，取上层油状液体，再加无水Na2SO4后，蒸馏，收集馏分。

(二)检验丙烯酸甲酯的产率，设计如下实验：

①将收集的油状物质提纯后平均分成5份，取出1份置于锥形瓶中，加入2.5mol·L-1的KOH溶液10.00 mL，加热使之完全水解。

②用酚酞作指示剂，向冷却后的溶液中滴加0.5 mol·L-1的盐酸，滴定到终点时共消耗盐酸20.00 mL。

回答下列问题:

(1)仪器b的名称是_________________。

(2) 浓硫酸的作用_________________。

(3) 搅拌棒的作用：___________ ； 5% Na2CO3溶液的作用：______________。

(4) 加无水Na2SO4的作用：_____________ ；蒸馏收集___________温度的馏分。

(5) 滴定终点的判断：_________________________________________________。

(6)计算本次酯化反应中丙烯酸的转化率为____________(计算结果保留到小数点后一位）。

Answer 1

【答案】 冷凝管（或球形冷凝管） 催化剂 混合均匀，加快反应速率_ 除去浓硫酸、丙烯酸等酸 干燥剂（除去有机层中的水） 80.5℃ 当最后一滴HCl溶液滴入锥形瓶时，溶液由粉红色变成无色，且30s内不变色 53.6%

【解析】本题考查有机物的实验室制备，实验原理是酸与醇的酯化反应，属于可逆反应，为了提高产物的产率及提搞反应物的转化率，实验中采取了搅拌、将挥发出的反应物及时冷却回流等措施。

(1)仪器b的名称是冷凝管

(2)浓硫酸做催化剂，起催化的作用。

(3)搅拌棒的作用是：使反应物均匀混合，加快反应速率；碳酸钠可与硫酸、丙烯酸发生化学反应而除去，其作用是：除去浓硫酸、丙烯酸等酸

(4)Na2SO4固体可以吸水生成结晶水化物从而除去有机层中的水，Na2SO4的作用是：干燥剂（除去有机层中的水）；丙烯酸甲酯的沸点为80.5℃，故应蒸馏收集80.5℃温度的馏分。

(5)丙烯酸甲酯在KOH的条件下发生彻底的水解反应，多余的KOH用HCl溶液中和滴定，用酚酞作指示剂，当滴入最后一滴盐酸时，溶液的颜色由红色变为无色，且30s内不恢复。答案为：当最后一滴HCl溶液滴入锥形瓶时，溶液由粉红色变成无色，且30s内不变色 。

(6) 0.14mol丙烯酸、0.2mol的甲醇理论上可以生成0.14mol丙烯酸甲酯；实验中：每份丙烯酸甲酯水解消耗的KOH的物质的量为（2.5×10-0.5×20）×10-3mol=0.015mol，丙烯酸甲酯与KOH按照物质的量之比1:1反应，所以总的丙烯酸甲酯的物质的量为0.015×5mol=0.075mol，所以产率为：0.075/0.14×100%=53.6%