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+CH3OHCH2=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	1.05g·cm-3	141℃	與水互溶，易溶于有機溶劑	有毒
甲醇	0.79g·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	0.95g·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溶液洗滌后，分離有機相的操作名稱為__。

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

（5）本實驗中丙烯酸甲酯的產(chǎn)率為__%。

Answer 1

【答案】防止暴沸 球形冷凝管 冷凝回流 分液 CH3OCH3 75%

【解析】

制備丙烯酸甲酯使用的藥品都是液體的，因此需要加入碎瓷片防止暴沸；制備反應是可逆反應，產(chǎn)物中有水生成，水與產(chǎn)品丙烯酸甲酯不互溶，并且密度更大，通過分水器將其從體系內(nèi)分離后，更利于反應正向進行；反應結(jié)束后依次用飽和碳酸鈉，飽和食鹽水和水洗滌產(chǎn)品，這里飽和碳酸鈉的作用可以參考乙酸乙酯制備實驗中飽和碳酸鈉的作用；產(chǎn)品液經(jīng)過洗滌后，得到含有少量水的丙烯酸甲酯，再利用無水硫酸鈉處理后，水被除去，考慮到丙烯酸甲酯的沸點是80.5℃，因此收集70℃至90℃的餾分，可以保證產(chǎn)品純度的同時，減少產(chǎn)品的損耗。

(1)液體加熱時，要注意防暴沸，加入碎瓷片的作用即防暴沸；

(2)裝置中儀器A的名稱即球形冷凝管，不同于直形冷凝管，其作用為冷凝回流；

(3)用飽和碳酸鈉溶液洗滌后得到水相和有機相，分離他們的方法即分液；

(4)濃硫酸加熱時，可能會使甲醇發(fā)生分子間脫水的反應，生成甲醚即CH3OCH3；

(5) 根據(jù)表中數(shù)據(jù)得出，甲醇有7.9g即0.25mol，丙烯酸有10g即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；所以產(chǎn)率為×100%=75%。