Question

19．某化學(xué)興趣小組自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對(duì)廢PET（聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯）進(jìn)行化學(xué)解聚制備PET的初始原料對(duì)苯二甲酸（TPA）及乙二醇（EG），以實(shí)現(xiàn)治理污染、資源的循環(huán)利用．
查閱相關(guān)資料，得到主要試劑及產(chǎn)物的性質(zhì)：

物質(zhì)	相對(duì)分子質(zhì)量	性質(zhì)
廢飲料瓶碎片		聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯：乳白色或淺黃色的聚合物．
乙二醇（EG）	62	無(wú)色無(wú)臭液體，對(duì)動(dòng)物有毒性．沸點(diǎn)：196～198℃，與水混溶．
對(duì)苯二甲酸（TPA）	166	白色晶體或粉末，低毒．弱酸．300℃以上升華．不溶于水、乙醚、氯仿等大多數(shù)有機(jī)溶劑，可溶于DMF等強(qiáng)極性有機(jī)溶劑．

實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：
（一）解聚
實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，A為三頸燒瓶，B為直形冷凝管，C為吸濾芯瓶，各接口均為玻璃接口．向裝置中加入一定量廢飲料瓶碎片及輔助試劑（催化劑、水等）．緩慢攪拌，加熱．待溫度計(jì)上的溫度顯示高出200℃時(shí)，停止加熱．則：

（1）寫出聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯解聚的化學(xué)反應(yīng)方程式：．
（2）C中收集到的是乙二醇；C裝置吸濾瓶不能（填“能”或“不能”）換頁(yè)成敞口錐形瓶，原因：乙二醇有毒，不能直接排放到空氣中．
（3）成品聚對(duì)苯二甲酸乙二酯是一種結(jié)晶性好，無(wú)色透明，極為堅(jiān)韌的材料．有玻璃的外觀，無(wú)臭、無(wú)味、無(wú)毒，易燃，燃燒時(shí)，產(chǎn)生藍(lán)色邊緣的黃色火焰．其燃燒反應(yīng)屬于D．
A．聚合反應(yīng)　　　　　　B．加成聚合反應(yīng)
C．綜合聚合反應(yīng)　　　　D．高分子化學(xué)反應(yīng)
（4）工業(yè)上生產(chǎn)“PET”的反應(yīng)式為：，生產(chǎn)時(shí)，若消耗EG的物質(zhì)的量比TPA多4‰，則上述聚合物的鏈節(jié)數(shù)n為250．

Answer 1

分析 （1）聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯在催化劑加熱條件下發(fā)生水解反應(yīng)生成對(duì)苯二甲酸和乙二醇；
（2）根據(jù)信息，乙二醇沸點(diǎn)：196～198℃，而苯二甲酸300℃以上升華，所以首先氣化的為乙二醇，再根據(jù)乙二醇對(duì)動(dòng)物有毒性分析吸濾瓶能否換頁(yè)成敞口錐形瓶；
（3）根據(jù)聚對(duì)苯二甲酸乙二酯燃燒生成二氧化碳和水分析；
（4）PET的鏈節(jié)中EG和TPA的物質(zhì)的量比為1：1，現(xiàn)EG的物質(zhì)的量比TPA多4‰，則高分子鏈的兩端應(yīng)都是EG的成分，即EG單體數(shù)目比TPA多1，據(jù)此計(jì)算．

解答 解：（1）聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯在催化劑加熱條件下發(fā)生水解反應(yīng)生成對(duì)苯二甲酸和乙二醇，反應(yīng)的方程式為：，故答案為：；
（2）根據(jù)信息，乙二醇沸點(diǎn)：196～198℃，而苯二甲酸300℃以上升華，所以首先氣化的為乙二醇，所以C中收集到的是乙二醇；又乙二醇對(duì)動(dòng)物有毒性，不能直接排放到空氣中，所以不能換頁(yè)成敞口錐形瓶；故答案為：乙二醇；不能；乙二醇有毒，不能直接排放到空氣中；
（3）因?yàn)榫蹖?duì)苯二甲酸乙二酯燃燒生成二氧化碳和水，所以不屬于A．聚合反應(yīng)B．加成聚合反應(yīng)C．綜合聚合反應(yīng)；只屬于D．高分子化學(xué)反應(yīng)，故選：D；
（4）PET的鏈節(jié)中EG和TPA的物質(zhì)的量比為1：1，現(xiàn)EG的物質(zhì)的量比TPA多4‰，則高分子鏈的兩端應(yīng)都是EG的成分，即EG單體數(shù)目比TPA多1，所以$\frac{1}{n}$=0.004，n=250，則聚合物的鏈節(jié)數(shù)n為250，故答案為：250．

點(diǎn)評(píng) 本題考查有機(jī)物的制備和分離，明確實(shí)驗(yàn)操作步驟及每一步操作目的是解本題關(guān)鍵，側(cè)重考查學(xué)生分析、知識(shí)運(yùn)用能力，熟練掌握常見(jiàn)基本操作規(guī)范，防止安全事故發(fā)生．