Question

丙烯酸甲酯是一种重要的工业原料，某实验小组制取丙烯酸甲酯的装置如图所示。

Ⅰ．实验步骤如下：

①向三颈瓶中依次加入：10.0 mL丙烯酸（CH₂=CHCOOH）、适量的浓硫酸、10.0 mL无水甲醇、2粒沸石，按图示装置连接好冷凝管，用搅拌棒搅拌，水浴加热。

②充分反应后，冷却，向混合液中加入5% Na₂CO₃溶液洗至中性。

③分液，取上层油状液体，再用无水Na₂SO₄干燥后蒸馏，收集70℃~90℃馏分。

可能用到的信息：

	密度	沸点	溶解性
丙烯酸	1.05 g/cm^3	141℃	与水互溶，易溶于有机溶剂	有毒
甲醇	0.79 g/cm^3	64.7℃	与水互溶，易溶于有机溶剂	易挥发，有毒
丙烯酸甲酯	0.95 g/cm^3	80.5℃	难溶于水，易溶于有机溶剂	易挥发

请回答下列问题：

（1）仪器c的名称是______。

（2）混合液用5% Na₂CO₃溶液洗涤的作用是________。

（3）该实验中应采用的安全防护措施有_______。（1条即可）

Ⅱ．为测定上述反应中丙烯酸甲酯的产率，设计如下实验：

①将油状物质提纯后平均分成5份，取出1份置于锥形瓶中，加入2.5 mol/L的KOH溶液10.0 mL，加热使之完全水解。

②用酚酞做指示剂，向冷却后的溶液中滴加0.5 mol/L的HCl溶液，中和过量的KOH，滴到终点时共消耗盐酸20.00 mL。

（4）请写出（Ⅱ）操作①中发生的化学反应方程式____________。

（5）计算本次酯化反应丙烯酸甲酯的产率_______________。

Answer

（1）分液漏斗（2）除去丙烯酸、浓硫酸等酸性物质（3）需在通风橱中进行（4）CH2=CHCOOCH3+KOH→CH2=CHCOOK+CH3OH（5）51.4%

【解析】

试题分析：（1）根据仪器构造可知仪器c的名称是分液漏斗。

（2）生成物中含有丙烯酸和浓硫酸等酸性物质，所以混合液用5% Na2CO3溶液洗涤的作用是除去丙烯酸、浓硫酸等酸性物质。

（3）由于丙烯酸、甲醇等有毒，所以该实验中应采用的安全防护措施为需在通风橱中进行，

Ⅱ．为测定上述反应中丙烯酸甲酯的产率，设计如下实验：

①将油状物质提纯后平均分成5份，取出1份置于锥形瓶中，加入2.5 mol/L的KOH溶液10.0 mL，加热使之完全水解。

②用酚酞做指示剂，向冷却后的溶液中滴加0.5 mol/L的HCl溶液，中和过量的KOH，滴到终点时共消耗盐酸20.00 mL。

（4）操作①中发生的化学反应是酯类的水解，则反应的方程式为CH2=CHCOOCH3+KOH→CH2=CHCOOK+CH3OH。

（5）10mL丙烯酸和10mL甲醇的物质的量分别是、，所以理论上应该生成丙烯酸甲酯的物质的量是0.146mol。反应中消耗盐酸的物质的量是0.01mol，KOH的物质的量是0.025mol，所以与酯反应的氢氧化钾是0.015mol，即生成丙烯酸甲酯的物质的量是0.015mol，则应丙烯酸甲酯的产率是。

考点：考查有机物制备实验设计与分析