第八题 综合实验题
题组一 有机物制备实验过程分析
1．邻叔丁基对苯二酚(TBHQ)是一种新型的食品抗氧化剂，其制备原理如下：
反应物或生成物的有关数据如下：
TBHQ DTBHQ 相对分 子质量 166 熔点 125～130 ℃ 215 ℃ 沸点 276～281 ℃ 321 ℃ 在二甲苯中的溶解性 溶于热的二甲苯 易溶于冷的二甲苯 实验过程中的主要步骤如下：
①向仪器c中加入5.5 g(0.05 mol)对苯二酚、5.0 mL浓磷酸及20 mL 二甲苯(装置如图所示)，启动搅拌器。
②缓缓加热到100～110 ℃，慢慢滴加7.5 mL(0.08 mol)叔丁醇和5 mL二甲苯组成的溶液，30～60 min滴完。
③升温到135～140 ℃，恒温回流2.5 h。 ④将反应液冷却到120 ℃，直到反应完成。
⑤将反应液倒入烧杯，并用热水洗涤仪器c，洗涤并倒入烧杯中。 ⑥冷却结晶，抽滤，回收滤液中的二甲苯和磷酸。 ⑦用二甲苯重结晶、脱色、冷水洗涤、干燥。 ⑧称量产品的质量为6.649 g。
(1)写出图中仪器名称：a________，b________。
(2)磷酸在实验中的作用是______________________________________________________。 (3)步骤①中二甲苯的作用是____________________________________________________。 (4)步骤④中反应完成的标志是__________________________________________________。
(5)步骤⑥中回收滤液中二甲苯的方法是__________________________________________。 (6)步骤⑦脱色时，可用的脱色剂是________；重结晶时采用________(填“热”或“冷”)的二甲苯。
(7)本次实验产率为________。
答案 (1)温度计 球形冷疑管 (2)催化剂
(3)作溶剂，稀释叔丁醇 (4)不再有回流液 (5)蒸馏 (6)活性炭 冷 (7)80.1%
解析 题干图中的仪器包括三颈烧瓶(c)、温度计(a)、搅拌器、恒压滴液漏斗、球形冷凝管(b)；本实验中利用磷酸作酸性催化剂，用二甲苯作溶剂，一是防止局部温度过高，生成副产物DTBHQ，二是考虑DTBHQ溶于冷的二甲苯，可除去产品中的DTBHQ。TBHQ的理论产量6.649 g－为0.05 mol×166 g·mol1＝8.3 g，实验产率为×100%≈80.1%。
8.3 g2．冬青油是一种无色液体，某实验小组利用如图所示的装置制备冬青油。 化学反应原理和实验装置如下所示：
产物的有关数据如表所示：
冬青油 实验步骤如下所示： ①向三颈瓶中加入6.9 g(0.05 mol)水杨酸和24 g(0.75 mol)甲醇，再小心地加入6 mL浓硫酸，摇匀。
②加入2粒沸石(或碎瓷片)，装上仪器a，在石棉网上保持温度在85～95 ℃，回流1.5 h。 ③反应完毕，将烧瓶冷却，加入50 mL蒸馏水，然后转移至分液漏斗，弃去水层，将有机层再倒入分液漏斗中，依次用50 mL 5%碳酸氢钠溶液和30 mL水洗涤。
相对分 子质量 152 密度/g·cm3 －沸点/℃ 222.2 溶解性 微溶于水 1.180 ④将产物移至干燥的锥形瓶中，加入0.5 g无水氯化钙。
⑤最后将粗产品进行蒸馏，收集221～224 ℃的馏分，其质量为6.8 g。 请回答下列问题：
(1)本实验中浓硫酸的作用是____________________。
(2)装置中仪器a的名称是________________，进水口为________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。温度计的适宜规格为__________(填代号)。 ①50 ℃ ②100 ℃ ③300 ℃
(3)用碳酸氢钠溶液洗涤的目的是__________________；用水洗涤时，产品在________(填“上”或“下”)层。
(4)加入无水氯化钙的目的是__________________。 (5)本次实验中冬青油的产率为________。 答案 (1)催化剂、吸水剂 (2)冷凝管 Ⅰ ② (3)除去水杨酸和硫酸 下 (4)除去粗产品中的水分 (5)89.5%
解析 (1)本实验的反应原理是酯化反应，浓硫酸是酯化反应的催化剂，同时，利用浓硫酸吸收生成的水，促进平衡向右移动，提高产率。
(2)仪器a叫冷凝管，水从下口流入，上口流出，可提高水的利用率。实验温度控制在85～95 ℃，应选择量程为100 ℃的温度计。
(3)用碳酸氢钠溶液洗涤除去粗产品中未反应的水杨酸和硫酸。根据密度的数据知冬青油的密度大于水的密度，故产品在下层，水溶液在上层。
(4)用无水氯化钙吸收粗产品中的水分，避免蒸馏时水分进入产品中。
(5)理论上甲醇过量是使水杨酸完全反应，可生成冬青油0.05 mol，m＝0.05 mol×152 g·mol6.8 g＝7.6 g，则冬青油的实验产率为×100%≈89.5%。
7.6 g3．某研究性学习小组设计实验制备乙酸乙酯(如图1)：
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