Question

14．水楊酸乙酯 （）廣泛用于黑醋栗酒、依蘭、百合等的花香型的調(diào)和香料，還用作草莓等果香香精及化工行業(yè)．水楊酸乙酯為無色油狀液體，呈淡的冬青油香氣，沸點233℃，溶于乙醇、乙醚，微溶于水和甘油．利用水楊酸（沸點：211℃）、乙醇（沸點：78.4℃）和濃硫酸在硫酸鋁存在下于100℃下酯化而成，反應方程式如下：
+C₂H₅OH?+H₂O
某探究小組利用如圖裝置進行實驗，回答下列問題．
（1）本實驗中要加入過量乙醇的目的是提高水楊酸的轉化率，從反應后的混合溶液中獲得水楊酸乙酯的實驗方法是蒸餾
（2）實驗過程中觀察到了溶液變黑，并產(chǎn)生了一種有刺激性氣味的混合氣體．為探究該混合氣體的成分，設計以下實驗裝置，通過裝置D和裝置H的實驗現(xiàn)象，可以得到實驗結論．
①裝置D中的試劑是品紅溶液
②裝置F的作用是除去二氧化硫
③你認為能（填“能”或“不能”）將實驗裝置G刪除，理由是如果高錳酸鉀過量，而反應過程中顏色不褪去，則可以確定二氧化硫完全除去
根據(jù)以上的實驗現(xiàn)象，請寫出產(chǎn)生有刺激性氣味的混合氣體的化學反應方程式C+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O．
（3）傳統(tǒng)實驗室制備水楊酸乙酯的方法產(chǎn)率低，腐蝕設備，廢酸排放污染環(huán)境，目前采用固體雜多酸代替濃硫酸作反應的催化劑，在克服上述問題上已經(jīng)取得了一定的進展．用固體NaH₂PO₄和鉬酸鈉可制得上述的一種固體雜多酸催化劑．NaH₂PO₄是一種弱酸的酸式鹽，請設計實驗證明將NaH₂PO₄配制成0.1mol/L的溶液，測量溶液的pH值，pH值大于1小于7，說明NaH₂PO₄是一種弱酸的酸式鹽．

Answer 1

分析 （1）用水楊酸與乙醇制備水楊酸乙酯，加入過量乙醇可以提高水楊酸的轉化率，反應后水楊酸乙酯與水楊酸、乙醇等混合在一起，但它們的沸點不同，據(jù)此判斷獲得水楊酸乙酯的實驗方法；
（2）實驗過程中觀察到了溶液變黑，是因為濃硫酸的脫水性，使得有機物發(fā)生碳化，碳與濃硫酸在加熱的條件下發(fā)生反應生成二氧化碳和二氧化硫，所以有刺激性氣味的混合氣體應為二氧化碳和二氧化硫的混合氣體，為探究該混合氣體的成分，根據(jù)題中裝置圖可知，應先用品紅檢驗二氧化硫的存在，再用高錳酸鉀除去二氧化硫，再用品紅溶液檢驗二氧化硫是否除盡，再將氣體通過澄清石灰水檢驗二氧化碳的存在，所以裝置D中應為品紅溶液，F(xiàn)中應為高錳酸鉀溶液，G中為品紅溶液，H中為澄清石灰水，據(jù)此答題；
（3）根據(jù)強堿弱酸鹽溶液呈堿性，可判斷NaH₂PO₄是一種弱酸的酸式鹽．

解答 解：（1）用水楊酸與乙醇制備水楊酸乙酯，加入過量乙醇可以提高水楊酸的轉化率，反應后水楊酸乙酯與水楊酸、乙醇等混合在一起，但它們的沸點不同，所以要獲得水楊酸乙酯可以用蒸餾的方法，
故答案為：提高水楊酸的轉化率；蒸餾；
（2）實驗過程中觀察到了溶液變黑，是因為濃硫酸的脫水性，使得有機物發(fā)生碳化，碳與濃硫酸在加熱的條件下發(fā)生反應生成二氧化碳和二氧化硫，所以有刺激性氣味的混合氣體應為二氧化碳和二氧化硫的混合氣體，為探究該混合氣體的成分，根據(jù)題中裝置圖可知，應先用品紅檢驗二氧化硫的存在，再用高錳酸鉀除去二氧化硫，再用品紅溶液檢驗二氧化硫是否除盡，再將氣體通過澄清石灰水檢驗二氧化碳的存在，所以裝置D中應為品紅溶液，F(xiàn)中應為高錳酸鉀溶液，G中為品紅溶液，H中為澄清石灰水，
①根據(jù)上面的分析可知，裝置D中的試劑是 品紅溶液，
故答案為：品紅溶液；
②根據(jù)上面的分析可知，裝置F的作用是 除去二氧化硫，
故答案為：除去二氧化硫；
③在吸收用高錳酸鉀溶液吸收二氧化硫時，可以根據(jù)高錳酸鉀溶液的顏色的變化判斷二氧化硫是否被完全吸收，若反應過程中高錳酸鉀溶液顏色不褪去，則可以確定二氧化硫完全除去，所以能將實驗裝置G刪除，產(chǎn)生有刺激性氣味的混合氣體的化學反應方程式為C+2H₂SO₄（濃）  $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O，
故答案為：能；如果高錳酸鉀過量，而反應過程中顏色不褪去，則可以確定二氧化硫完全除去；C+2H₂SO₄（濃）  $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O；
（3）根據(jù)強堿弱酸鹽溶液呈堿性，可判斷NaH₂PO₄是一種弱酸的酸式鹽，實驗方法為將NaH₂PO₄配制成0.1mol/L的溶液，測量溶液的pH值，pH值大于1小于7，說明NaH₂PO₄是一種弱酸的酸式鹽，
故答案為：將NaH₂PO₄配制成0.1mol/L的溶液，測量溶液的pH值，pH值大于1小于7，說明NaH₂PO₄是一種弱酸的酸式鹽．

點評 本題考查有機物的合成實驗、基本操作、實驗條件的控制與分析評價等，是對學生綜合能力的考查，需要學生具備扎實的基礎，難度中等．