Question

苯甲酸乙酯(C₉H₁₀O₂)稍有水果气味，用于配制香水香精和人造精油，大量用于食品工业中，也可用作有机合成中间体、溶剂等。其制备方法为

＋C₂H₅OH＋H₂O

已知：

物质	颜色、状态	沸点(℃)	密度(g·cm^-3)	相对分子质量
苯甲酸	无色、片状晶体； 100℃会迅速升华	249	1.2659	122
苯甲酸乙酯	无色澄清液体	212.6	1.05	150
乙醇	无色澄清液体	78.3	0.7893	46
环己烷	无色澄清液体	80.8	0.7318	84

实验步骤如下：

①在100mL圆底烧瓶中加入12.20g苯甲酸、25mL乙醇(过量)、20mL环己烷，以及4mL浓硫酸，混合均匀并加入沸石，按图I所示装好仪器，控制温度在65～70℃加热回流2h。反应时环己烷—乙醇—水会形成“共沸物”(沸点62.6℃)蒸馏出来。再利用分水器不断分离除去反应生成的水，回流环己烷和乙醇。

②反应结束，打开旋塞放出分水器中液体后，关闭旋塞。继续加热，至分水器中收集到的液体不再明显增加，停止加热。

③将烧瓶内反应液倒入盛有适量水的烧杯中，分批加入Na₂CO₃至溶液呈中性。

④用分液漏斗分出有机层，水层用25mL乙醚萃取分液，然后合并有机层。加入氯化钙，对粗产品进行蒸馏(装置如图II所示)。低温蒸出乙醚后继续升温，接收210～213℃的馏分。

⑤检验合格，测得产品体积为12.86mL。

（1）步骤①中加入沸石的目的是______；使用分水器不断分离除去水的目的是___。

（2）步骤②中继续加热的温度应控制在____（填标号）。

A.65～70℃     B.78～80℃     C.85～90℃     D.215～220℃

（3）步骤③中若Na₂CO₃加入不足，在步骤④蒸馏时，蒸馏烧瓶中可见到白烟生成，产生该现象的原因是____。

（4）步骤④中分液操作叙述正确的是___（填标号）。

A.向盛有水层的分液漏斗中加入乙醚，盖好玻璃塞，将分液漏斗倒转，用力振荡

B.振荡几次后需打开分液漏斗的下口活塞放气

C.经几次振荡并放气后，手持分液漏斗静置待液体分层

D.液体分层后，将分液漏斗上的玻璃塞打开，或使塞上的凹槽对准漏斗上的小孔

E.分液操作时，分液漏斗中的下层液体由下口放出，然后再将上层液体由下口放出

（5）图II中仪器A的名称是___，步骤④中氯化钙的作用是___。

（6）该实验产品的产率为___（结果保留三位有效数字）。

Answer

防止暴沸 有利于平衡不断向正反应方向移动，提高苯甲酸乙酯产率 C 苯甲酸乙酯中混有苯甲酸，在受热至100℃时发生升华 ABD 蒸馏烧瓶 干燥有机层 90.0%

【解析】

本题考查苯甲酸乙酯的制备。在圆底烧瓶中加入原料，经浓硫酸催化后生成苯甲酸乙酯和水，利用“环己烷—乙醇—水”这个共沸物将水带出，使酯化反应继续进行；随后利用碳酸钠溶液除去混合溶液中的苯甲酸和硫酸；随后利用乙醚将有机物萃取出来，经蒸馏得到苯甲酸乙酯，称量后计算产率。

(1)反应过程中加入沸石的目的是防止暴沸；反应＋C2H5OH＋H2O为可逆反应，使用分水器不断分离除去水，减小生成物浓度，有利于平衡不断向正反应方向移动，提高苯甲酸乙酯的产率；

(2)根据题意，反应时环己烷—乙醇—水会形成“共沸物”蒸馏出来。烧瓶内的苯甲酸乙酯中混有乙醇、环己烷、苯甲酸和硫酸，步骤②继续加热蒸出苯甲酸乙酯中的乙醇、环己烷，乙醇的沸点为78.3℃，环己烷的沸点为80.8℃，苯甲酸乙酯的沸点为212.6℃，所以步骤②应控制馏分的温度在85~90℃，答案选C；

(3)步骤③中加入Na2CO3除去苯甲酸乙酯中混有的苯甲酸和硫酸，若Na2CO3加入不足，苯甲酸没有完全除去，步骤④蒸馏时蒸馏烧瓶中可见白烟的原因是：苯甲酸乙酯中混有苯甲酸，苯甲酸在受热至100℃时发生升华；

(4)A选项，为了使乙醚和水溶液充分接触，水溶液中加入乙醚转移至分液漏斗中后，需塞上玻璃塞，将分液漏斗倒转用力振摇，A项正确；

B选项，为防止分液漏斗中气压过大将玻璃塞弹出，振摇几次后需打开分液漏斗下口的玻璃塞放气，B项正确；

C选项，经几次振荡并放气后，分液漏斗应放置在带铁圈的铁架台上静置待液体分层，C错误；

D选项，液体分层后，将分液漏斗上的玻璃塞打开，或使塞上的凹槽对准漏斗上的小孔，以保证分液漏斗内外压强相等，内部液体顺利流出，D正确

E选项，分液操作时，分液漏斗中的下层液体由下口放出，然后将上层液体从上口倾倒出来，D项错误；

答案选ABD；

(5)蒸馏装置图中仪器A的名称是蒸馏烧瓶；在步骤④中加入CaCl2的作用是作为吸水剂，干燥有机层；

(6)由于乙醇过量，以苯甲酸计算理论生成的苯甲酸乙酯，n(苯甲酸乙酯)理论=n(苯甲酸)==0.1mol，m(苯甲酸乙酯)理论=0.1mol×150g/mol=15g，该实验产品的产率==90.0%。