Question

【題目】丁酸異戊酯又稱香蕉油，多用于食品和化妝品的香精，實驗室用正丁酸與異戊醇反應(yīng)制備丁酸異戊酯，有關(guān)數(shù)據(jù)和裝置示意圖如下：

	相對分子質(zhì)量	密度(g·cm-3)	沸點(℃)	水中溶解性
正丁酸	88	0.958 7	163.5	溶
異戊醇	88	0.813 2	131	微溶
丁酸異戊酯	158	0.886	179	不溶

實驗步驟：

①如圖連接好裝置，在三頸燒瓶中加入0.2 mol異戊醇、0.1 mol正丁酸、數(shù)滴濃硫酸、5 mL苯和2～3片碎瓷片。充分搖勻，分水器內(nèi)加入異戊醇直至與支管相平；

②在122～132℃下回流反應(yīng)1.5h即可得粗產(chǎn)品；

③冷卻后用10%的NaOH溶液中和用水洗至中性，加入無水硫酸鎂后蒸餾得較純凈的丁酸異戊酯11g。

回答下列問題：

（1）圖中A儀器的名稱是___________。

（2）在該實驗中，三頸燒瓶的容積最適合的是_____(填字母)。

A．50mL B．100mL C．200mL

（3）加入碎瓷片的作用是______；如果加熱一段時間后發(fā)現(xiàn)忘記加瓷片，應(yīng)該采取的正確操作是_____(填字母)。

A．冷卻后補(bǔ)加 B．立即補(bǔ)加 C．不需補(bǔ)加 D．重新配料

（4）分離提純過程中加入無水硫酸鎂的目的是______________。

（5）在蒸餾得較純凈的丁酸異戊酯操作中，儀器選擇及安裝都正確的是_______(填字母)。

（6）本實驗的產(chǎn)率是______(保留三位有效數(shù)字)。

Answer 1

【答案】球形冷凝管或冷凝管 B 防止暴沸 A 干燥 b 69.6%

【解析】

(1)根據(jù)儀器A的構(gòu)造寫出其名稱；

(2)根據(jù)反應(yīng)物的物質(zhì)的量計算出質(zhì)量，再計算出需要各物質(zhì)的體積，根據(jù)計算出的總體積判斷需要三頸燒瓶的最佳容積；

(3)碎瓷片可以防止混合液在加熱時發(fā)生暴沸現(xiàn)象；如果加熱一段時間后發(fā)現(xiàn)忘記加碎瓷片，應(yīng)冷卻至室溫，補(bǔ)加碎瓷片；

(4)無水MgSO4的具有吸水性；

(5)根據(jù)溫度計在蒸餾操作中的作用結(jié)合冷凝管的作用分析判斷；

(6)根據(jù)產(chǎn)率=×100%進(jìn)行計算。

(1)根據(jù)A的構(gòu)造可知，儀器A為球形冷凝管或冷凝管，故答案為：球形冷凝管或冷凝管；

(2)0.2mol異戊醇的體積約為≈21.6mL，0.1mol正丁酸的體積約為≈9.2mL，還有5mL苯，混合液總體積大于21.6mL+9.2mL+5mL=35.8mL，三頸燒瓶的容積應(yīng)該為溶液體積的2倍左右，所以三頸燒瓶的最佳容積為100mL，所以B正確，故答案為：B；

(3)混合液體加熱時容易發(fā)生暴沸現(xiàn)象，所以加入碎瓷片可防止液體暴沸；液體加熱要加碎瓷片，防止暴沸，如果加熱一段時間后發(fā)現(xiàn)忘記加碎瓷片，應(yīng)冷卻至室溫，補(bǔ)加碎瓷片，所以A正確，故答案為：防止暴沸；A；

(4)酯化反應(yīng)是可逆反應(yīng)，增加一種反應(yīng)物的物質(zhì)的量可以提高另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，所以加入過量異戊醇可以提高正丁酸的轉(zhuǎn)化率；無水MgSO4的具有吸水性，所以分離提純過程中加入無水硫酸鎂可以干燥丁酸異戊酯，故答案為：干燥；

(5)在蒸餾操作中，溫度計的水銀球要放在蒸餾燒瓶的支管口處，所以ad錯誤，用冷凝水冷卻時一般需要直型冷凝管，而不選用球形冷凝管，所以儀器及裝置安裝正確的是b，故答案為：b；

(6)0.2mol異戊醇和0.1mol正丁酸反應(yīng)，理論上可以生成0.1mol丁酸異戊酯，質(zhì)量為：158g/mol×0.1mol=15.8g，而實際產(chǎn)量是11g，所以本次實驗的產(chǎn)率=×100%=69.6%，故答案為：69.6%。