Question

2．已知苯甲酸微溶于水，易溶于乙醇、乙醚，有弱酸性，酸性比醋酸強(qiáng)．它可用于制備苯甲酸乙酯和苯甲酸銅．
（一）制備苯甲酸乙酯
+C₂H₅OH$\stackrel{H_{2}SO_{4}}{?}$+H₂O
相關(guān)物質(zhì)的部分物理性質(zhì)如上表格：

催化劑組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)（%）	CuO	0	25	50	75	100
	ZnO	100	75	50	25	0
達(dá)到平衡所需要時(shí)間（h）		2.5	7.4	8.1	12	無催化劑

實(shí)驗(yàn)流程如下：

（1）制備苯甲酸乙酯，下列裝置最合適的是B，反應(yīng)液中的環(huán)己烷在本實(shí)驗(yàn)中的作用（通過形成水-乙醇-環(huán)己烷三元共沸物）帶出生成的水，促進(jìn)酯化反應(yīng)向正向進(jìn)行．

（2）步驟②控制溫度在65～70℃緩慢加熱液體回流，分水器中逐漸出現(xiàn)上、下兩層液體，直到反應(yīng)完成，停止加熱．放出分水器中的下層液體后，繼續(xù)加熱，蒸出多余的乙醇和環(huán)己烷．反應(yīng)完成的標(biāo)志是分水器中下層（水層）液面不再升高．
（3）步驟③碳酸鈉的作用是中和苯甲酸和硫酸，碳酸鈉固體需攪拌下分批加入的原因加入過快大量泡沫的產(chǎn)生可使液體溢出．
（4）步驟④將中和后的液體轉(zhuǎn)入分液漏斗分出有機(jī)層，水層用25mL乙醚萃取，然后合并至有機(jī)層，用無水MgSO₄干燥．乙醚的作用萃取出水層中溶解的苯甲酸乙酯，提高產(chǎn)率．
（5）步驟⑤蒸餾操作中，下列裝置最好的是bd（填標(biāo)號(hào)），蒸餾時(shí)先低溫蒸出乙醚，蒸餾乙醚時(shí)最好采用水浴加熱（水浴加熱、直接加熱、油浴加熱）．
（二）制備苯甲酸銅
將苯甲酸加入到乙醇與水的混合溶劑中，充分溶解后，加入Cu（OH）₂粉未，然后水浴加熱，于70～80℃下保溫2～3小時(shí)；趁熱過濾，濾液蒸發(fā)冷卻，析出苯甲酸銅晶體，過濾、洗滌、干燥得到成品．
（6）混合溶劑中乙醇的作用是增大苯乙酸的溶解度，便于充分反應(yīng)，趁熱過濾的原因苯甲酸銅冷卻后會(huì)結(jié)晶析出，如不趁熱過濾會(huì)損失產(chǎn)品
（7）本實(shí)驗(yàn)中下列藥品不能代替氫氧化銅使用的是D
A．醋酸銅　　B．氧化銅　　 C．堿式碳酸銅　　D．硫酸銅
（8）洗滌苯甲酸銅晶體時(shí)，下列洗滌劑最合適的是C
A．冷水  B．熱水  C．乙醇   D．乙醇水混合溶液．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)步驟②控制溫度在65～70℃緩慢加熱液體回流，可判斷選擇水浴加熱的方式，要控制水浴的溫度，所以溫度計(jì)應(yīng)測量水的溫度，故選B裝置，由于水-乙醇-環(huán)己烷三元共沸物，可以帶出生成的水，可使酯化反應(yīng)正向進(jìn)行；
（2）根據(jù)反應(yīng)產(chǎn)物可知，當(dāng)反應(yīng)完成時(shí)，不再產(chǎn)生水，分水器中下層（水層）液面不再升高，據(jù)此判斷；
（3）反應(yīng)物中用了苯甲酸和硫酸，所以加入碳酸鈉可以中和酸，酸與碳酸鈉反應(yīng)可以產(chǎn)生泡沫，所以加入的速度不能快；
（4）苯甲酸乙酯有少量溶解中水，用乙醚可以將其萃取出來；
（5）根據(jù)防止產(chǎn)物揮發(fā)到空氣和冷凝效果選擇裝置，乙醚的沸點(diǎn)較低，用水浴即可將其蒸出；
（6）苯甲酸微溶于水，使用乙醇可以增大苯甲酸的溶解度，便于充分反應(yīng)；苯甲酸銅冷卻后會(huì)結(jié)晶析出，所以要趁熱過濾；
（7）氫氧化銅能與苯甲酸反應(yīng)，所以要替代氫氧化銅的物質(zhì)應(yīng)該能與酸反應(yīng)，據(jù)此選擇；
（8）洗滌苯甲酸銅晶體時(shí)，既要除去表面可溶性雜質(zhì)，又要盡可能減小苯甲酸銅晶體的溶解，且便于干燥，據(jù)此選擇洗滌的試劑；

解答 解：（1）根據(jù)步驟②控制溫度在65～70℃緩慢加熱液體回流，可判斷選擇水浴加熱的方式，要控制水浴的溫度，所以溫度計(jì)應(yīng)測量水的溫度；由于水-乙醇-環(huán)己烷三元共沸物，所以環(huán)己烷在本實(shí)驗(yàn)中的作用是可以帶出生成的水，可使酯化反應(yīng)正向進(jìn)行，
故答案為：B；（通過形成水-乙醇-環(huán)己烷三元共沸物）帶出生成的水，促進(jìn)酯化反應(yīng)向正向進(jìn)行；
（2）根據(jù)反應(yīng)產(chǎn)物可知，當(dāng)反應(yīng)完成時(shí)，不再產(chǎn)生水，分水器中下層（水層）液面不再升高，所以反應(yīng)完成的標(biāo)志是分水器中下層（水層）液面不再升高，
故答案為：分水器中下層（水層）液面不再升高；
（3）反應(yīng)物中用了苯甲酸和硫酸，所以加入碳酸鈉可以中和酸，酸與碳酸鈉反應(yīng)可以產(chǎn)生泡沫，所以加入的速度不能快，
故答案為：中和苯甲酸和硫酸；加入過快大量泡沫的產(chǎn)生可使液體溢出；
（4）苯甲酸乙酯有少量溶解中水，用乙醚可以將其萃取出來，以提高產(chǎn)率，
故答案為：萃取出水層中溶解的苯甲酸乙酯，提高產(chǎn)率；
（5）根據(jù)防止產(chǎn)物揮發(fā)到空氣和冷凝效果選擇裝置b或d都可以，乙醚的沸點(diǎn)較低，用水浴即可將其蒸出，
故答案為：bd；水浴加熱；
（6）苯甲酸微溶于水，使用乙醇可以增大苯甲酸的溶解度，便于充分反應(yīng)；苯甲酸銅冷卻后會(huì)結(jié)晶析出，所以要趁熱過濾，
故答案為：增大苯乙酸的溶解度，便于充分反應(yīng)；苯甲酸銅冷卻后會(huì)結(jié)晶析出，如不趁熱過濾會(huì)損失產(chǎn)品；
（7）氫氧化銅能與苯甲酸反應(yīng)，所以要替代氫氧化銅的物質(zhì)應(yīng)該能與酸反應(yīng)，硫酸銅不能與酸反應(yīng)，
故選D；
（8）洗滌苯甲酸銅晶體時(shí)，既要除去表面可溶性雜質(zhì)，又要盡可能減小苯甲酸銅晶體的溶解，且便于干燥，苯甲酸銅易溶于水，難溶于乙醇，
故選C．

點(diǎn)評 本題考查了物質(zhì)制備方案的設(shè)計(jì)，題目難度中等，明確制備原理為解答關(guān)鍵，試題涉及酯化反應(yīng)原理、化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作方法、化學(xué)平衡的影響因素等知識(shí)，注意掌握物質(zhì)制備方案的設(shè)計(jì)及評價(jià)原則，試題充分考查了學(xué)生的分析能力、理解能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/p>