Question

【题目】丙烯酸甲酯是一种重要的化工原料，实验室制备丙烯酸甲酯的反应、装置示意图和有关数据如下：

	沸点（℃）	溶解性	毒性
丙烯酸	142	与水互溶，易溶于有机溶剂	有毒
甲醇	65	与水互溶，易溶于有机溶剂	有毒
丙烯酸甲酯	80.5	难溶于水，易溶于有机溶剂	无毒

实验步骤：

①向三颈瓶中加入10.0g丙烯酸、6.0g甲醇、数滴浓硫酸和几粒沸石，缓慢加热。

②反应30min后，停止加热，反应液冷却后，分别用少量水、饱和碳酸氢钠溶液和水洗涤。

③取上层油状液体，用少量无水MgSO4干燥后蒸馏，收集70~90℃馏分。

回答下列问题：

（1）反应过程采用水浴加热，原因是___。

（2）图甲中油水分离器的作用是___。

（3）判断酯化反应达到平衡的现象为__。

（4）第一次水洗的主要目的是___。

（5）在洗涤、分液步骤中用到的主要玻璃仪器有烧杯、___。

（6）图乙所示装置中冷却水的进口为___(填字母)。

为分析产率，进行如下实验：将收集到的馏分平均分成五份，取出一份置于锥形瓶中，加入2.5mol/LKOH溶液10.00mL，加热使之完全水解；用酚酞作指示剂，向冷却后的溶液中滴加0.5mol/LHCl溶液，中和过量的KOH，共消耗盐酸20.00mL。

（7）本次制备实验的产率为___。

Answer 1

【答案】便于控制温度，受热均匀 除去反应中生成的水，使化学平衡向右移动，增大转化率 油水分离器中水面保持稳定 除硫酸 分液漏斗 g 54%

【解析】

由题可知，由丙烯酸和甲醇制备丙烯酸甲酯的反应是可逆反应；利用图甲所示的装置制备丙烯酸甲酯，为了使加热更均匀，温度易于控制，可以选择水浴的方式进行加热；由于该反应是可逆反应，为了获得更高的产率，可以利用油水分离器，将反应过程中生成的水从体系内移除以使反应正向进行更有利；制备反应结束后，产物混合物中含有硫酸，未反应完全的丙烯酸和甲醇等杂质，在对产物进行提纯时，要考虑杂质与产物的溶解性差异，依次用少量水，饱和碳酸氢钠以及水洗涤后，再进行蒸馏即可获得纯度较高的产物。

(1)水浴加热相比于直接加热具有受热均匀和温度易于控制的优点；

(2)制备丙烯酸甲酯的反应是可逆反应，利用油水分离器将反应过程中生成的水从体系中移除，可以使反应正向进行更容易，以获得更高的产率；

(3)当丙烯酸甲酯的制备反应达到平衡状态时，水生成的速率和消耗的速率相同，那么油水分离器中的液面会保持稳定；

(4)对反应后的混合物分离时，首先用少量水洗涤，主要是去除混合物中的硫酸；再用饱和碳酸氢钠溶液洗涤可以去除甲醇以及丙烯酸，同时降低丙烯酸甲酯的溶解；

(5)洗涤和分液时用到的主要的玻璃仪器有烧杯和分液漏斗；

(6)蒸馏操作，为达到较好的冷凝效果，直形冷凝管下端进水上端出水，因此g为冷却水进口；

(7)甲醇的质量为6.0g，摩尔质量为32g/mol；丙烯酸质量为10.0g，摩尔质量为72g/mol；二者按照1:1反应，因此甲醇相对过量；理想情况下，丙烯酸可以全部转化为丙烯酸甲酯；根据滴定实验的数据可知，获得的丙烯酸甲酯的物质的量为，那么产率为：。