Question

【題目】丙烯酸甲酯(CH2＝CHCOOCH3)是一種重要的有機化工原料。實驗室制備少量丙烯酸甲酯的反應為：CH2＝CHCOOH+CH3OH CH2＝CHCOOCH3+H2O，步驟如下：

步驟1：在100mL圓底燒瓶中依次加入10.0g丙烯酸、少許碎瓷片、10mL甲醇和2mL濃硫酸，攪拌。

步驟2：如圖，連接裝置，加熱燒瓶中的混合液，用錐形瓶盛接通過分水器分離出的水。當不再有水生成，停止加熱。

步驟3：反應液冷卻后，依次用5%Na2CO3溶液、飽和食鹽水、水洗滌。

分離出有機相。

步驟4；向有機相中加無水Na2SO4固體，過濾后蒸餾，收集70～90℃餾分。測得丙烯酸甲酯的質(zhì)量為6.45g。

可能用到的信息：

	密度	沸點	溶解性
丙烯酸	1.05 g·cm－3	141℃	與水互溶，易溶于有機溶劑	有毒
甲醇	0.79 g·cm－3	65℃	與水互溶，易溶于有機溶劑	易揮發(fā)，有毒
丙烯酸甲酯	0.95 g·cm－3	80.5℃	難溶于水，易溶于有機溶劑	易揮發(fā)

請回答下列問題：

（1）步驟1中，加入碎瓷片的目的是___。

（2）步驟2中，圖中所示裝置中儀器A的名稱是___，其作用為___。

（3）步驟3中，用5%Na2CO3溶液洗滌，主要除去的物質(zhì)是___；分離有機相的操作名稱為__，分離有機相時不需要用到下列玻璃儀器中的__ (填名稱)。

（4）實驗中可能生成的有機副產(chǎn)物結(jié)構簡式為____ (填一種即可)。

（5）本實驗中丙烯酸甲酯的產(chǎn)率為___%。實際產(chǎn)率低于理論值的原因有多種，下列所述原因中不可能的是___ (填字母)。

a.分水器收集的水里含丙烯酸甲酯 b.本實驗條件下發(fā)生了副反應

c.產(chǎn)品在洗滌、蒸發(fā)過程中有損失 d.產(chǎn)品精制時收集部分低沸點物質(zhì)

（6）本實驗中需要采取的安全防護措施有____。

Answer 1

【答案】防止爆沸； 球形冷凝管； 冷凝回流； 中和丙烯酸，溶解丙烯醇，降低丙烯酸甲酯的溶解度； 分液； 容量瓶，漏斗； CH3OCH3； 75%； bd； 使用四氯化碳溶液進行尾氣處理，實驗要在通風櫥中進行；

【解析】

該實驗是利用丙烯酸和甲醇發(fā)生酯化反應制取丙烯酸甲酯的實驗，冷凝管的作用主要是用于冷凝回流，碳酸鈉溶液的作用，主要是用來中和丙烯酸，溶解甲醇，降低酯類物質(zhì)的溶解度，由于發(fā)生酯化反應，實驗的條件為濃硫酸加熱同時有甲醇參與，所以能發(fā)生甲醇不完全消去生成甲醚的副反應，產(chǎn)率的計算可根據(jù)過量少量進行判斷；

（1）步驟1中，加入碎瓷片的目的是為了防止爆沸；

（2）儀器A的名稱是球形冷凝管，冷凝管的作用為冷凝回流；

（3）碳酸鈉可以中和丙烯酸，溶解甲醇，降低丙烯酸甲酯的溶解度；分離有機相和水，可以通過分液的方式；需要用到的儀器主要有容量瓶和燒杯；

（4）實驗的條件為濃硫酸加熱同時有甲醇參與，所以能發(fā)生甲醇不完全消去生成甲醚的副反應；

（5）根據(jù)表中數(shù)據(jù)得出，甲醇有7.9g，丙烯酸有10g,所以甲醇有0.25mol，丙烯酸有0.11mol，根據(jù)反應方程式得出，二者1：1反應，說明甲醇過量，所以根據(jù)丙烯酸的物質(zhì)的量計算，0.11mol丙烯酸理論上可以生成0.11mol的丙烯酸甲酯，所以理論丙烯酸甲酯的產(chǎn)量為8.6g，所以計算產(chǎn)率得到；

（6）由于本實驗中含有有毒氣體，同時有毒氣體可溶于有機溶液中，所以要在通風櫥中進行實驗，同時可以用有機溶劑四氯化碳來吸收有毒氣體；