Question

肉桂酸是生產(chǎn)冠心病藥物“心可安”的重要中間體．它常在無水醋酸鉀或無水碳酸鉀的存在下，以苯甲醛和醋酸酐為原料制備．

以苯甲醛和醋酸酐為主要原料制備肉桂酸的實(shí)驗(yàn)步驟為：
①在100mL干燥的圓底燒瓶中如入1.5mL新蒸餾過的苯甲醛、4mL新蒸餾過的醋酸酐以及研細(xì)的2.2g無水碳酸鉀、2粒沸石，按圖1所示連接好裝置．
②加熱回流（小火加熱）40min，火焰由小到大使溶液剛好回流．
③停止加熱，待反應(yīng)物冷卻．
④用熱水溶解反應(yīng)后產(chǎn)物，用圖2所示裝置進(jìn)行水蒸氣蒸餾、10%NaOH溶解、活性炭脫色、冷卻得到白色粗產(chǎn)品A．
⑤用水-乙醇重結(jié)晶得白色晶體B．

（1）整個(gè)回流裝置要干燥，原因是

 

．
（2）回流時(shí)，反應(yīng)溫度不能太高的原因是

 

．
（3）在實(shí)驗(yàn)中要多次用到抽濾．下列有關(guān)抽濾的說法中，正確的是

 

．（填字母）
A．抽濾時(shí)，濾紙的大小應(yīng)與布氏漏斗底部恰好一樣
B．抽濾前先用溶劑將濾紙濕潤(rùn)，使濾紙與漏斗底部貼緊
C．抽濾結(jié)束時(shí)應(yīng)先關(guān)抽氣泵，后抽掉抽濾瓶接管
D．抽濾是利用抽氣泵使抽濾瓶中的壓強(qiáng)降低，達(dá)到固液分離的目的
（4）甲為水蒸氣發(fā)生器，裝置中T型管長(zhǎng)度盡可能短一些，且靠近水蒸氣發(fā)生器一端稍向下傾斜，這樣做的原因是

 

．
（5）白色粗產(chǎn)品A中所含主要雜質(zhì)為

 

．
（6）苯甲醛密度1.06g/mL，乙酸酐密度1.082g/mL，若某同學(xué)得到白色片狀晶體1.2g，試計(jì)算其產(chǎn)率為

 

（保留3位有效數(shù)字）．

Answer 1

考點(diǎn)：制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）依據(jù)酸酐遇到水會(huì)發(fā)生水解分析；
（2）溫度過高會(huì)發(fā)生副反應(yīng)，反應(yīng)物沸點(diǎn)低易揮發(fā)；
（3）依據(jù)抽濾操作步驟分析判斷，1、安裝儀器，檢查布式漏斗與抽濾瓶之間連接是否緊密，抽氣泵連接口是否漏氣；　　2、修剪濾紙，使其略小于布式漏斗，但要把所有的孔都覆蓋住，并滴加蒸餾水使濾紙與漏斗連接緊密；　　3、將固液混合物轉(zhuǎn)移到濾紙上；　　4、打開抽氣泵開關(guān)，開始抽濾．　　5、過濾完之后，先抽掉抽濾瓶接管，后關(guān)抽氣泵；
（4）裝置中T型管長(zhǎng)度盡可能短一些，是為了減少水蒸氣過多冷凝，且靠近水蒸氣發(fā)生器一端稍向下傾斜防止冷凝水流入蒸餾瓶而造成積水過多；
（5）苯甲醛和醋酸酐反應(yīng)生成肉桂酸的同時(shí)生成乙酸，二者互溶；
（6）先根據(jù)表中密度計(jì)算出苯甲醛、乙酸酐的質(zhì)量，再計(jì)算出它們的物質(zhì)的量，然后理論上生成肉桂酸的質(zhì)量，最后計(jì)算出肉桂酸的產(chǎn)率．

解答： 解：（1）酸酐遇到水會(huì)發(fā)生水解，使產(chǎn)率降低，碳酸鉀水解失去催化作用，
故答案為：若有水存在，則會(huì)使酸酐發(fā)生水解，使產(chǎn)率降低；或碳酸鉀水解失去催化作用；
（2）回流時(shí)，反應(yīng)溫度不能太高，因?yàn)闇囟忍�高�?huì)導(dǎo)致反應(yīng)物揮發(fā)，使產(chǎn)率降低，且易引起較多副反應(yīng)；
故答案為：溫度太高會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)物揮發(fā)，使產(chǎn)率降低，且易引起較多副反應(yīng)；
（3）A．抽濾時(shí)，濾紙的大小應(yīng)使其略小于布式漏斗，但要把所有的孔都覆蓋住，故A錯(cuò)誤；
B．抽濾前先用溶劑將濾紙濕潤(rùn)，使濾紙與漏斗底部貼緊，避免有氣泡抽濾時(shí)破裂導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗，故B正確；
C．過濾完之后，先抽掉抽濾瓶接管，后關(guān)抽氣泵，故C錯(cuò)誤；
D．抽濾是利用抽氣泵使抽濾瓶中的壓強(qiáng)降低，達(dá)到固液分離的目的，符合抽濾的原理，故D正確；
故答案為：BD；
（4）裝置中T型管長(zhǎng)度盡可能短一些，蒸氣通路短是為了減少水蒸氣過多冷凝，且靠近水蒸氣發(fā)生器一端稍向水蒸氣發(fā)生器下傾斜，防止冷凝水流入蒸餾瓶而造成積水過多；
故答案為：蒸氣通路短以減少蒸氣過多冷凝，向水蒸氣發(fā)生器傾斜以防止冷凝水流入蒸餾瓶而造成積水過多的問題；
（5），用熱水溶解反應(yīng)后產(chǎn)物，用圖2所示裝置進(jìn)行水蒸氣蒸餾、10%NaOH溶解、活性炭脫色、冷卻得到白色粗產(chǎn)品A，苯甲醛和醋酸酐反應(yīng)生成肉桂酸的同時(shí)生成乙酸，二者互溶，所以產(chǎn)品中含有乙酸；
故答案為：乙酸；
（6）1.5mL苯甲醛、4mL乙酸酐的質(zhì)量分別是1.06g/ml×1.5ml=1.59g、4ml×1.082g/ml=4.328g，二者的物質(zhì)的量分別是1.59g÷106g/mol=0.015mol、4.328g÷102g/mol=0.042mol，所以根據(jù)方程式可知，乙酸酐過量，則理論上生成肉桂酸的質(zhì)量是0.015mol×148g/mol=2.22g，
所以產(chǎn)率是：

1.2g

2.22g

×100%=54.1%，
故答案為：54.1%．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)制備和物質(zhì)性質(zhì)的分析判斷，主要是有機(jī)物的分離和制備，抽濾裝置原理，實(shí)驗(yàn)基本操作和物質(zhì)性質(zhì)的理解是解題關(guān)鍵，題目難度中等．