Question

【題目】冬青油又叫水楊酸甲酯，是一種重要的有機合成原料。某化學小組用水楊酸()和甲醇在酸性催化劑催化下合成水楊酸甲酯并計算其產率。

實驗步驟：

Ⅰ.如圖，在三頸燒瓶中加入13.8 g(0.1 mol)水楊酸和24 g(30 mL,0.75 mol)甲醇，向混合物中加入約10 mL甲苯(甲苯與水形成共沸物，沸點為85 ℃，該實驗中加入甲苯，易將水蒸出)，再小心地加入5 mL濃硫酸，搖動混勻，加入1～2粒沸石，組裝好實驗裝置，在85～95 ℃下恒溫加熱反應1.5小時；

Ⅱ.待裝置冷卻后，分離出甲醇，然后轉移至分液漏斗，依次用少量水、5% NaHCO3溶液和水洗滌；分離出的產物加入少量無水MgSO4固體，過濾得到粗酯；

Ⅲ.將粗酯進行蒸餾，收集221～224 ℃的餾分，得水楊酸甲酯9.12 g。

常用物理常數：

名稱	分子量	顏色狀態	相對密度 (g·cm－3)	熔點 (℃)	沸點 (℃)
水楊酸 甲酯	152	無色液體	1.18	－8.6	218～ 224
水楊酸	138	白色晶體	1.44	158	210
甲醇	32	無色液體	0.792	－97	64.7

請根據以上信息回答下列問題：

（1）儀器A的名稱是________，加入沸石的作用是_____________________。若加熱后發現未加沸石，應采取的正確方法是________________________________________________。

（2）制備水楊酸甲酯時，最合適的加熱方法是____________________________________________。

（3）實驗中加入甲苯對合成水楊酸甲酯的作用是___________________________________________。

（4）反應結束后，分離出甲醇采用的方法是__________________________________________。

（5）實驗中加入無水硫酸鎂的作用是__________________________________________。本實驗的產率為________(保留兩位有效數字)。

Answer 1

【答案】球形冷凝管防止暴沸停止加熱，待冷卻后加入水浴加熱加入甲苯易將水蒸出，使平衡向右移動，從而提高反應的產率蒸餾或水洗分液除水或干燥60%

【解析】

(1)儀器A的名稱是球形冷凝管，加熱時為了防止暴沸應加入沸石，若加熱后發現未加沸石，應采取的正確方法是停止加熱，待冷卻后加入，故答案為：球形冷凝管、防止暴沸、停止加熱，待冷卻后加入；(2)制備水楊酸甲酯時，由于甲醇的沸點是64.7 ℃，為了保證反應物不逸出，所以最合適的加熱方法是水浴加熱，故答案為：水浴加熱；(3)反應產生水楊酸甲酯和水，水楊酸甲酯易溶于甲苯，所以實驗中加入甲苯易將水蒸出，使平衡向右移動，從而提高反應的產率，故答案為：加入甲苯易將水蒸出，使平衡向右移動，從而提高反應的產率；(4)甲醇的沸點是64.7 ℃，可以用蒸餾法分離，也可以利用甲醇易溶于水而有機物不溶于水的性質，用水洗分液法分離，故答案為：蒸餾或水洗分液；(5)實驗中加入無水硫酸鎂的作用是除水，起到干燥的作用；加入0.1 mol水楊酸和0.75 mol甲醇，甲醇過量，以水楊酸為標準計算，理論上產生0.1 mol即15.2 g水楊酸甲酯，實際得水楊酸甲酯9.12 g，所以本實驗的產率為×100%＝60%，故答案為：除水或干燥、60%。