Question

【題目】苯甲醛是一種重要的化工原料，某小組同學(xué)利用如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置(夾持裝置已略去)制備苯甲醛。

已知有機(jī)物的相關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示：

有機(jī)物	沸點(diǎn)℃	密度為g/cm3	相對(duì)分子質(zhì)量	溶解性
苯甲醛	178.1	1.04	106	微溶于水，易溶于乙醇、醚和鹵代烴
苯甲醇	205.7	1.04	108	微溶于水，易溶于乙醇、醚和鹵代烴
二氯甲烷	39.8	1.33		難溶于水，易溶于有機(jī)溶劑

實(shí)驗(yàn)步驟：

①向容積為500mL的三頸燒瓶加入90.0mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的次氯酸鈉溶液(稍過量)，調(diào)節(jié)溶液的pH為9-10后，加入3.0mL苯甲醇、75.0mL二氯甲烷，不斷攪拌。

②充分反應(yīng)后，用二氯甲烷萃取水相3次，并將有機(jī)相合并。

③向所得有機(jī)相中加入無水硫酸鎂，過濾，得到有機(jī)混合物。

④蒸餾有機(jī)混合物，得到2.08g苯甲醛產(chǎn)品。

請(qǐng)回答下列問題：

(1)儀器b的名稱為______，攪拌器的作用是______。

(2)苯甲醇與NaClO反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。

(3)步驟①中，投料時(shí)，次氯酸鈉不能過量太多，原因是____；步驟③中加入無水硫酸鎂，若省略該操作， 可能造成的后果是______。

(4)步驟②中，應(yīng)選用的實(shí)驗(yàn)裝置是___(填序號(hào))，該操作中分離出有機(jī)相的具體操作方法是___。

(5)步驟④中，蒸餾溫度應(yīng)控制在_______左右。

(6)本實(shí)驗(yàn)中，苯甲醛的產(chǎn)率為________(保留到小數(shù)點(diǎn)后一位)。

Answer 1

【答案】球形冷凝管 使物質(zhì)充分混合 + NaClO→+ NaCl+H2O 防止苯甲醛被氧化為苯甲酸，使產(chǎn)品的純度降低 產(chǎn)品中混有水，純度降低 ③ 打開分液漏斗頸部的玻璃塞（或使玻璃塞上的凹槽對(duì)準(zhǔn)分液漏斗上的小孔），再打開分液漏斗下面的活塞，使下層液體慢慢沿?zé)�杯壁流下，�?dāng)有機(jī)層恰好全部放出時(shí)，迅速關(guān)閉活塞 178.1℃ 67.9%

【解析】

(1)根據(jù)圖示結(jié)合常見的儀器的形狀解答；攪拌器可以使物質(zhì)充分混合，反應(yīng)更充分；

(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，苯甲醇與NaClO反應(yīng)生成苯甲醛；

(3)次氯酸鈉具有強(qiáng)氧化性，除了能夠氧化苯甲醇，也能將苯甲醛氧化；步驟③中加入無水硫酸鎂的目的是除去少量的水；

(4)步驟②中萃取后要進(jìn)行分液，結(jié)合實(shí)驗(yàn)的基本操作分析解答；

(5)步驟④是將苯甲醛蒸餾出來；

(6) 首先計(jì)算3.0mL苯甲醇的物質(zhì)的量，再根據(jù)反應(yīng)的方程式計(jì)算理論上生成苯甲醛的質(zhì)量，最后計(jì)算苯甲醛的產(chǎn)率。

(1)根據(jù)圖示，儀器b為球形冷凝管，攪拌器可以使物質(zhì)充分混合，反應(yīng)更充分，故答案為：球形冷凝管；使物質(zhì)充分混合；

(2)根據(jù)題意，苯甲醇與NaClO反應(yīng)，苯甲醇被氧化生成苯甲醛，次氯酸鈉本身被還原為氯化鈉，反應(yīng)的化學(xué)方程式為+ NaClO→+ NaCl+H2O，故答案為：+ NaClO→+ NaCl+H2O；

(3)次氯酸鈉具有強(qiáng)氧化性，除了能夠氧化苯甲醇，也能將苯甲醛氧化，因此步驟①中，投料時(shí)，次氯酸鈉不能過量太多；步驟③中加入無水硫酸鎂的目的是除去少量的水，提高產(chǎn)品的純度，若省略該操作，產(chǎn)品中混有水，純度降低，故答案為：防止苯甲醛被氧化為苯甲酸，使產(chǎn)品的純度降低；產(chǎn)品中混有水，純度降低；

(4)步驟②中，充分反應(yīng)后，用二氯甲烷萃取水相3次，萃取應(yīng)該選用分液漏斗進(jìn)行分液，應(yīng)選用的實(shí)驗(yàn)裝置是③，分液中分離出有機(jī)相的具體操作方法為打開分液漏斗頸部的玻璃塞(或使玻璃塞上的凹槽對(duì)準(zhǔn)分液漏斗上的小孔)，再打開分液漏斗下面的活塞，使下層液體慢慢沿?zé)�杯壁流下，�?dāng)有機(jī)層恰好全部放出時(shí)，迅速關(guān)閉活塞，故答案為：③；打開分液漏斗頸部的玻璃塞(或使玻璃塞上的凹槽對(duì)準(zhǔn)分液漏斗上的小孔)，再打開分液漏斗下面的活塞，使下層液體慢慢沿?zé)�杯壁流下，�?dāng)有機(jī)層恰好全部放出時(shí)，迅速關(guān)閉活塞；

(5)根據(jù)相關(guān)有機(jī)物的數(shù)據(jù)可知，步驟④是將苯甲醛蒸餾出來，蒸餾溫度應(yīng)控制在178.1℃左右，故答案為：178.1℃；

(6)根據(jù)+ NaClO→+ NaCl+H2O可知，1mol苯甲醇理論上生成1mol苯甲醛，則3.0mL苯甲醇的質(zhì)量為1.04 g/cm3×3.0cm3=3.12g，物質(zhì)的量為，則理論上生成苯甲醛的質(zhì)量為×106g/mol=3.06g，苯甲醛的產(chǎn)率=×100%=67.9%，故答案為：67.9%。