Question

苯甲酸乙酯（C₉H₁₀O₂）稍有水果氣味，用于配制香水香精和人造精油，大量用于食品工業中，也可用作有機合成中間體、溶劑等。其制備方法為：

已知：

	顏色、狀態	沸點（℃）	密度（g·cm－3）
*苯甲酸	無色、片狀晶體	249	1.2659
苯甲酸乙酯	無色澄清液體	212.6	1.05
乙醇	無色澄清液體	78.3	0.7893
環己烷	無色澄清液體	80.8	0.7318

 
*苯甲酸在100 ℃會迅速升華。
實驗步驟如下：
a．在100 mL圓底燒瓶中加入12.20 g苯甲酸、25 mL乙醇（過量）、20 mL 環己烷，以及4 mL濃硫酸，混合均勻并加入沸石，按下圖所示裝好儀器，控制溫度在65～70 ℃加熱回流2 h。反應時環己烷—乙醇—水會形成“共沸物”（沸點62.6 ℃）蒸餾出來，再利用分水器不斷分離除去反應生成的水，回流環己烷和乙醇。
b．反應結束，打開旋塞放出分水器中液體后，關閉旋塞。繼續加熱，至分水器中收集到的液體不再明顯增加，停止加熱。

c．將燒瓶內反應液倒入盛有適量水的燒杯中，分批加入Na₂CO₃至溶液呈中性。
d．用分液漏斗分出有機層，水層用25 mL乙醚萃取分液，然后合并至有機層。加入氯化鈣，對粗產物進行蒸餾，低溫蒸出乙醚后，繼續升溫，接收210～213℃的餾分。
e．檢驗合格，測得產品體積為12.86 mL。
回答下列問題：
（1）①步驟a中使用分水器不斷分離除去水的目的是__________________________。
②步驟b中應控制餾分的溫度在________。
A．65～70 ℃       B．78～80 ℃      C．85～90 ℃      D．215～220 ℃
③加入乙醇過量的主要原因是____________________________________。
（2）若Na₂CO₃加入不足，在步驟d蒸餾時，蒸餾燒瓶中可見到白煙生成，產生該現象的原因是_____________________________________________________________________。
（3）關于步驟d中的分液操作敘述正確的是________。
A．水溶液中加入乙醚，轉移至分液漏斗中，塞上玻璃塞。將分液漏斗倒轉過來，用力振搖
B．振搖幾次后需打開分液漏斗下口的玻璃活塞放氣
C．經幾次振搖并放氣后，手持分液漏斗靜置待液體分層
D．放出液體時，需將玻璃塞上的凹槽對準漏斗口上的小孔
（4）該實驗的產率為________。

Answer 1

（1）①有利于平衡不斷向正反應方向移動　②C
③步驟b中分水器中放出的液體中含有乙醇
（2）苯甲酸乙酯中混有未除凈的苯甲酸，在受熱至100 ℃時發生升華　（3）ABD　（4）90%

（1）該反應為可逆反應，除去生成物之一水可使平衡向右移動，有利于苯甲酸乙酯的生成。步驟b中溫度應控制在使環己烷和乙醇能揮發至分水器中，通過分水器中液面不再增加判斷乙醇已經消耗盡，反應基本完成。步驟b中放出的分水器中的液體中含有乙醇，故乙醇需要過量。
（2）根據題中信息，加入Na₂CO₃的目的是中和未反應的苯甲酸，使之生成溶于水的苯甲酸鈉進入水層而除去，若加入Na₂CO₃的量少，則剩余苯甲酸，而苯甲酸在100 ℃時升華，產生現象為白煙。
（3）萃取時需要使萃取劑與水層充分接觸，故轉移至分液漏斗中后需要塞上玻璃塞，將分液漏斗倒轉過來，用力振搖，為了防止分液漏斗中氣壓過大將玻璃塞彈開，需要不斷打開玻璃活塞放氣；然后置于鐵架臺上靜置、待分層后分液，為了平衡分液漏斗中氣壓與大氣壓，分液前需要打開玻璃塞或將玻璃塞上的凹槽對準漏斗口上的小孔。
（4）由乙醇過量，可根據苯甲酸的質量求其理論產量

m＝15.0 g
故其產率為：×100%＝90%。