Question

【題目】苯甲醇是一種重要的化工原料，廣泛用于香料、造紙、制藥和印染等行業。實驗室制備苯甲醇的反應原理和有關數據如圖：

2+K2CO3+H2O→2+CO2↑+2KCl

實驗步驟：如圖所示，在裝有電動攪拌器的250mL三頸燒瓶里加入9.0g碳酸鉀(過量)，70.0mL水，加熱溶解，再加入2.0mL四乙基溴化銨[(CH3CH2)4NBr]溶液和10.0mL氯化芐。攪拌加熱回流反應1~1.5h。反應結束后冷卻，并轉入125mL分液漏斗中，分出有機層，水層用萃取劑萃取三次。合并萃取液和有機層，加入無水硫酸鎂固體，靜置、過濾。最后進行蒸餾純化，收集200~208℃的餾分，得8.4mL苯甲醇。

回答下列問題：

(1)儀器X的名稱是_________，冷卻水應從_________(填“上口”或“下口”)通入。

(2)本實驗中加入無水硫酸鎂的目的是_________。從綠色化學角度考慮，萃取劑宜采用___(填字母)。

A．乙醇 B．乙酸乙酯 C．苯 D．氯仿

(3)某同學認為該裝置中的電動攪拌器可以換成沸石，以防暴沸。該說法______(填“是”或“否”)正確，其理由是_______________。

(4)四乙基溴化銨沒有直接參與反應，但大大提高了反應速率，其原因可能是____________。

(5)本實驗苯甲醇的產率為______%(計算結果保留一位小數)。

Answer 1

【答案】球形冷凝管 下口 除去有機層中的水，達到干燥的目的 B 否 電動攪拌器使不相溶的反應液混合均勻，加快反應速率 提高氯化芐在水中的溶解度，使反應物充分接觸(或增大有效碰撞幾率) 89.4

【解析】

根據常用儀器的名稱來解答，冷凝回流時，冷水應從下口進，上口出；有機層中含有水份，用無水硫酸鎂易形成結晶水合物來解答，綠色化學又稱環境無害化學，理想的綠色技術應采用具有一定轉化率的高選擇性化學反應來生產目標產品，不生成或很少生成副產品或廢物，實現或接近廢物的“零排放“過程；根據電動攪拌器和沸石作用不同分析解答；根據表中四乙基溴化銨和氯化芐的水溶性，結合加快反應速率的因素解答；9.0g碳酸鉀（過量），70.0mL水，加熱溶解，再加入2.0mL四乙基溴化銨[（CH3CH2）4NBr]溶液和10.0mL氯化芐。攪拌加熱回流反應1～1.5h。得8.4mL苯甲醇，因為9.0g碳酸鉀（過量），根據氯化芐結合方程式
2+K2CO3+H2O→2+CO2↑+2KCl計算苯甲醇的理論產量，最后計算產率。

(1)由實驗裝置圖可知，儀器X的名稱是球形冷凝管，冷卻水采用逆流的方式冷卻效果較好，所以冷卻水應從下口通入；答案為球形冷凝管，下口。

(2)加入無水硫酸鎂，利用其易與水形成結晶水合物，除去有機層中的水，達到干燥的目的；

A．乙醇與水互溶，不能用乙醇作萃取劑；

B．乙酸乙酯有特殊香味，無毒，難溶于水，可作萃取劑；

C．苯難溶于水，但苯易揮發、有毒；

D．氯仿難溶于水，但氯仿易揮發、有毒；

從綠色化學角度考慮，萃取劑宜采用乙酸乙酯；

答案為除去有機層中的水，達到干燥的目的，B。

(3)不能用沸石代替電動攪拌器，因為使用電動攪拌器，除防暴沸，還可使不相溶的反應液混合均勻，加快反應速率；答案為否，使用電動攪拌器，還可使不相溶的反應液混合均勻，加快反應速率。

(4)四乙基溴化銨易溶于水，而氯化芐不溶于水，易溶于四乙基溴化銨，則加入四乙基溴化銨，可提高氯化芐在水中的溶解度，使反應物充分接觸，增大了有效碰撞的幾率，提高反應速率；答案為提高氯化芐在水中的溶解度，使反應物充分接觸，增大了有效碰撞的幾率。

(5)根據氯化芐密度為1.1g/cm3，10.0mL氯化芐的質量為11g，其物質的量為mol，理論生成苯甲醇的質量為mol×108g/mol=9.39g，實際得到8.4mL苯甲醇，苯甲醇的密度為1.0g/mL，實際得到8.4g苯甲醇，則苯甲醇的產率為 =89.4%；答案為89.4。