Question

【題目】I．乳酸乙酯(2-羥基丙酸乙酯)常用于調制果香型、乳香型食用和酒用香精。為了在實驗室制取乳酸乙酯，某研究性學習小組同學首先查閱資料，獲得下列信息：

①部分物質的沸點：

物質	水	乙醇	乳酸	苯	乳酸乙酯
沸點/℃	100	78.4	122	80.10	154

②乳酸乙酯易溶于苯、乙醇；水、乙醇、苯的混合物在64.85℃時，能按一定的比例以共沸物的形式一起蒸發。

該研究性學習小組同學擬采用如圖所示（未畫全）的主要裝置制取乳酸乙酯，其主要實驗步驟如下：

第一步：在反應容器中加入0.1 mol無水乳酸、45.0 mL（密度：0.789g/cm3）無水乙醇、一定量的苯和沸石……；裝上油水分離器和冷凝管，緩慢加熱回流2 h至反應完全。

第二步：將反應容器中液體倒入盛有適量5%Na2CO3溶液的燒杯中，攪拌并分出有機相后，再用水洗。

第三步：將無水CaCl2加入到水洗后的產品中充分靜置，過濾、蒸餾，得產品7.08 g。

(1)第一步操作中，還缺少的試劑是______________________；加入苯的目的是_________________；實驗過程中，若油水分離器中水層不再增厚，則表明___________________________________。

(2)第二步中證明“水洗”已經完成的實驗方案是_______________________________ 。

(3)本實驗制備乳酸乙酯的產率為_________________________。

Ⅱ.磷化鋁、磷化鋅、磷化鈣與水反應產生高毒的PH3氣體（熔點為-132℃，還原性強，易自燃），可用于糧食熏蒸殺蟲。衛生安全標準規定：當糧食中磷化物(以PH3計)的含量低于0.05m·kg-1時算合格。可用以下方法測定糧食中殘留的磷化物含量：

（操作流程）安裝吸收裝置PH3的產生與吸收轉移KMnO4吸收溶液亞硫酸鈉標準溶液滴定。

（實驗裝置）C中盛100 g原糧，D中盛有20.00mL 1.12×10-4 mol·L-1KMnO4溶液（H2SO4酸化)。請回答下列問題：

(4)儀器C的名稱是______________；檢查整套裝置氣密性的方法是___________________________________________________________________________。

(5)A中盛裝KMnO4，溶液的作用是除去空氣中的還原性氣體；B中盛裝焦性沒食子酸的堿性溶液．其作用是______________________________。D中PH3被氧化成磷酸，所發生反應的離子方程式為____________________________________________。

(6)把D中吸收液轉移至容量瓶中，加水稀釋至250mL，取25.00mL于錐形瓶中，用5.0×10-5 mol·L-1的Na2SO3標準溶液滴定剩余的KMnO4溶液，消耗標準Na2SO3溶液11.00 mL，則該原糧中磷化物(以PH3計)的含量為_________________________mg·kg-1。

Answer 1

【答案】濃硫酸 形成水、乙醇和苯的共沸物，分離反應生成的水，促進酯化反應正向進行 酯化反應達到平衡 測定水洗液的pH至7 60% 三頸燒瓶 關閉K1打開K2后，打開抽氣泵抽氣，觀察各裝置中是否有氣泡產生 吸收空氣中的O2，防止氧化裝置C中生成的PH3 5PH3+8MnO4-+24H+=5H3PO4+8Mn2++12H2O 0.0085

【解析】

I．(1)酯化反應過程中要用濃硫酸作催化劑和吸水劑；水、乙醇和苯形成共沸物，分離反應生成的水，能促進反應向正向進行；油水分離器中液體不再發生變化，說明反應已經達到了平衡狀態；

(2)水洗的目的主要是除去作催化劑的濃硫酸，洗滌液呈酸性；

(3)根據無水乙醇與無水乳酸的反應可知，參與反應的無水乙醇過量,利用乳酸的物質的量計算出生成的乳酸乙酯的物質的量，并進一步計算得到理論上生成乳酸乙酯的質量，最后就算出產率；

Ⅱ.C中盛有原糧100g，D中盛有20.00mL 1.12×10-4 mol·L-1KMnO4溶液（H2SO4酸化)，吸收生成的PH3，B中盛裝的是沒食子酸的堿性溶液，其作用是吸收空氣中的O2，防止氧化裝置C中生成的PH3，A中盛裝的KMnO4溶液的作用是除去空氣中的還原性氣體；

(4)根據裝置圖確定儀器C的名稱；根據連續裝置中的壓強的變化分析檢查氣密性的方法；

(5) B中盛裝的是沒食子酸的堿性溶液，其作用是吸收空氣中的O2，防止氧化裝置C中生成的PH3；PH3被氧化成磷酸，高錳酸鉀被還原為Mn2+，結合電荷守恒和原子守恒書寫離子方程式；

(6)根據消耗的Na2SO3標準溶液的物質的量再結合定量關系計算出剩余的高錳酸鉀的量，進一步計算出吸收PH3需要的高錳酸鉀的物質的量，而后計算出PH3的物質的量，從而得到其含量。

I．(1)酯化反應過程中要用濃硫酸作催化劑和吸水劑，因此第一步操作中，缺少的試劑是濃硫酸；酯化反應是可逆的，混合物中添加苯可形成水、乙醇和苯的共沸物，分離反應生成的水，能促進反應向正向進行；油水分離器中液體不再發生變化，說明反應已經達到了平衡狀態；

(2)最后一次洗滌液不顯酸性，可說明洗滌完全，因此只需要測定最后一次的水洗液的pH至7；

(3)根據無水乙醇與無水乳酸的反應可知，參與反應的無水乙醇過量，利用乳酸的物質的量可計算出生成的乳酸乙酯的物質的量為0.1mol，其質量為0.1mol×118g/mol=11.8g，因此制備乳酸乙酯的產率為×100%=60%；

Ⅱ. (4)根據裝置圖可知儀器C為三頸燒瓶；根據連續裝置中的壓強變化，可以利用抽氣泵抽氣，觀察各裝置中氣體的產生，若有氣泡冒出，證明氣密性良好；

(5) 沒食子酸的堿性溶液，其作用是吸收空氣中的O2，防止氧化裝置C中生成的PH3；PH3被氧化成磷酸，高錳酸鉀被還原為Mn2+，離子方程式為：5PH3+8MnO4-+24H+=5H3PO4+8Mn2++12H2O；

(6) 滴定過程中發生的反應為2KMnO4+5Na2SO3+3H2SO4=2MnSO4+K2SO4+5Na2SO4+3H2O，根據反應方程式可知剩余的KMnO4的物質的量為5.0×10-5 mol·L-1×11.00×10-3L×=2.2×10-7 mol；與PH3反應的KMnO4的物質的量為20.00×10-3L ×1.12×10-4 mol·L-1-2.2×10-7 mol×=4.0×10-8mol，因此吸收的PH3的物質的量為4.0×10-8mol×=2.5×10-8mol，因此原糧中磷化物(以PH3計)的含量為=0.0085mg/kg。