1、某化学小组以苯甲酸为原料,制取苯甲酸甲酯。已知有关物质的沸点如下:
Ⅰ、合成苯甲酸甲酯粗产品
在圆底烧瓶中加入12.4g苯甲酸和20ml甲醇(密度约为0.79/cm3),再小心加入3ml浓硫酸,混匀后,投入几粒碎瓷片,小心加热使反应完全,得苯甲酸甲酯粗产品。
(1)简述液体混合时,最后加入浓硫酸的理由是 。
(2)若反应产物水分子中有18O,写出能表示瓜在前后18O位置的化学方程式:
(3)甲、乙、丙三位同学分别设计了如图三套实验室制取苯甲酸和甲酯的装置(夹持仪器和加热仪器均已略去)。根据有机物的特点,最好采用 装置(填“甲”、“乙”、“丙”)。
(4)计算可知,反应物甲醇过量,而反应物甲醇应过量,其理由是 。
Ⅱ、粗产品的精制
(5)苯甲酸甲酯粗产品中往往含有少量甲醇、硫酸、苯甲酸和水等,现似用下列流程图进入精制,请根据流程图填入恰当操作方法的名称:操作1为 ,操作2为
。
(6)通过计算,苯甲酸甲酯的产率为 。
答案
1、(1)浓硫酸密度较大,且与苯甲酸、甲醇混合时会放出大量热,先放入浓硫酸会导致甲醇挥发
(2);
(3)乙;
(4)该合成反应是可逆反应,甲醇比苯甲酸价廉,且甲醇沸点低,易损失,增加甲醇的量,可提高苯甲酸的转化率。
(5)分液,蒸馏
(6)65%。
小试方案
生化1111班 黄娥 25
二.仪器和药品
药品:苯甲酸、甲醇、浓硫酸、碳酸钠、无水硫酸镁
仪器:回流反应装置(三口烧瓶100ml 球形冷凝管 温度计(100度))、蒸馏装置(单口烧瓶100ml 蒸馏头 直行冷凝管 接收头 锥形瓶 烧杯 温度计(200度))、分液漏斗、空气冷凝管 色谱板
三.实验安排
1.苯甲酸甲酯的制备
在50mL干燥的圆底烧瓶中放入21.96g苯甲酸和12.1/10.1ml甲醇(苯甲酸/甲醇的摩尔比1:3或1:2.5),加入几粒沸石,装配上回流冷凝管,缓慢加热回流60 min 。 (搭装置5min,称量5min ,加热5min,回流60min, 冷却15min)
2.苯甲酸甲酯的纯化
(1)将回流装置改为蒸馏装置,在水浴上加热,蒸馏出尽可能多的甲醇(搭装置5min,蒸馏30min,冷却10min)
(2)残留液冷却后倒入分液漏斗中,每次用20mL水洗涤2次、然后用10%碳酸钠溶液每次10mL洗涤2次、再每次用20mL水洗涤2次得到粗苯甲酸甲酯。(水洗每次5min,酸洗每次5min)
(3)将之用无水硫酸镁干燥(直至溶液澄清)后过滤,倒入50mL梨型烧瓶中,加入几粒沸石,装配成用空气冷凝管的蒸馏装置(保证仪器干燥)。加热蒸馏,收集195-200℃的馏分(水银温度计)。
三.装置图
四.实验原理
.
五.实验数据
六.注意事项
七.思考与讨论
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