Question

【題目】I．乳酸乙酯(2-羥基丙酸乙酯)常用于調(diào)制果香型、乳香型食用和酒用香精。為了在實(shí)驗(yàn)室制取乳酸乙酯，某研究性學(xué)習(xí)小組同學(xué)首先查閱資料，獲得下列信息：

①部分物質(zhì)的沸點(diǎn)：

物質(zhì)	水	乙醇	乳酸	苯	乳酸乙酯
沸點(diǎn)/℃	100	78.4	122	80.10	154

②乳酸乙酯易溶于苯、乙醇；水、乙醇、苯的混合物在64.85℃時(shí)，能按一定的比例以共沸物的形式一起蒸發(fā)。

該研究性學(xué)習(xí)小組同學(xué)擬采用如圖所示（未畫全）的主要裝置制取乳酸乙酯，其主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：

第一步：在反應(yīng)容器中加入0.1 mol無水乳酸、45.0 mL（密度：0.789g/cm3）無水乙醇、一定量的苯和沸石……；裝上油水分離器和冷凝管，緩慢加熱回流2 h至反應(yīng)完全。

第二步：將反應(yīng)容器中液體倒入盛有適量5%Na2CO3溶液的燒杯中，攪拌并分出有機(jī)相后，再用水洗。

第三步：將無水CaCl2加入到水洗后的產(chǎn)品中充分靜置，過濾、蒸餾，得產(chǎn)品7.08 g。

(1)第一步操作中，還缺少的試劑是______________________；加入苯的目的是_________________；實(shí)驗(yàn)過程中，若油水分離器中水層不再增厚，則表明___________________________________。

(2)第二步中證明“水洗”已經(jīng)完成的實(shí)驗(yàn)方案是_______________________________ 。

(3)本實(shí)驗(yàn)制備乳酸乙酯的產(chǎn)率為_________________________。

Ⅱ.磷化鋁、磷化鋅、磷化鈣與水反應(yīng)產(chǎn)生高毒的PH3氣體（熔點(diǎn)為-132℃，還原性強(qiáng)，易自燃），可用于糧食熏蒸殺蟲。衛(wèi)生安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：當(dāng)糧食中磷化物(以PH3計(jì))的含量低于0.05m·kg-1時(shí)算合格�？捎靡韵路椒�測定糧食中殘留的磷化物含量：

（操作流程）安裝吸收裝置PH3的產(chǎn)生與吸收轉(zhuǎn)移KMnO4吸收溶液亞硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。

（實(shí)驗(yàn)裝置）C中盛100 g原糧，D中盛有20.00mL 1.12×10-4 mol·L-1KMnO4溶液（H2SO4酸化)。請回答下列問題：

(4)儀器C的名稱是______________；檢查整套裝置氣密性的方法是___________________________________________________________________________。

(5)A中盛裝KMnO4，溶液的作用是除去空氣中的還原性氣體；B中盛裝焦性沒食子酸的堿性溶液．其作用是______________________________。D中PH3被氧化成磷酸，所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為____________________________________________。

(6)把D中吸收液轉(zhuǎn)移至容量瓶中，加水稀釋至250mL，取25.00mL于錐形瓶中，用5.0×10-5 mol·L-1的Na2SO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定剩余的KMnO4溶液，消耗標(biāo)準(zhǔn)Na2SO3溶液11.00 mL，則該原糧中磷化物(以PH3計(jì))的含量為_________________________mg·kg-1。

Answer 1

【答案】濃硫酸 形成水、乙醇和苯的共沸物，分離反應(yīng)生成的水，促進(jìn)酯化反應(yīng)正向進(jìn)行 酯化反應(yīng)達(dá)到平衡 測定水洗液的pH至7 60% 三頸燒瓶 關(guān)閉K1打開K2后，打開抽氣泵抽氣，觀察各裝置中是否有氣泡產(chǎn)生 吸收空氣中的O2，防止氧化裝置C中生成的PH3 5PH3+8MnO4-+24H+=5H3PO4+8Mn2++12H2O 0.0085

【解析】

I．(1)酯化反應(yīng)過程中要用濃硫酸作催化劑和吸水劑；水、乙醇和苯形成共沸物，分離反應(yīng)生成的水，能促進(jìn)反應(yīng)向正向進(jìn)行；油水分離器中液體不再發(fā)生變化，說明反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)；

(2)水洗的目的主要是除去作催化劑的濃硫酸，洗滌液呈酸性；

(3)根據(jù)無水乙醇與無水乳酸的反應(yīng)可知，參與反應(yīng)的無水乙醇過量,利用乳酸的物質(zhì)的量計(jì)算出生成的乳酸乙酯的物質(zhì)的量，并進(jìn)一步計(jì)算得到理論上生成乳酸乙酯的質(zhì)量，最后就算出產(chǎn)率；

Ⅱ.C中盛有原糧100g，D中盛有20.00mL 1.12×10-4 mol·L-1KMnO4溶液（H2SO4酸化)，吸收生成的PH3，B中盛裝的是沒食子酸的堿性溶液，其作用是吸收空氣中的O2，防止氧化裝置C中生成的PH3，A中盛裝的KMnO4溶液的作用是除去空氣中的還原性氣體；

(4)根據(jù)裝置圖確定儀器C的名稱；根據(jù)連續(xù)裝置中的壓強(qiáng)的變化分析檢查氣密性的方法；

(5) B中盛裝的是沒食子酸的堿性溶液，其作用是吸收空氣中的O2，防止氧化裝置C中生成的PH3；PH3被氧化成磷酸，高錳酸鉀被還原為Mn2+，結(jié)合電荷守恒和原子守恒書寫離子方程式；

(6)根據(jù)消耗的Na2SO3標(biāo)準(zhǔn)溶液的物質(zhì)的量再結(jié)合定量關(guān)系計(jì)算出剩余的高錳酸鉀的量，進(jìn)一步計(jì)算出吸收PH3需要的高錳酸鉀的物質(zhì)的量，而后計(jì)算出PH3的物質(zhì)的量，從而得到其含量。

I．(1)酯化反應(yīng)過程中要用濃硫酸作催化劑和吸水劑，因此第一步操作中，缺少的試劑是濃硫酸；酯化反應(yīng)是可逆的，混合物中添加苯可形成水、乙醇和苯的共沸物，分離反應(yīng)生成的水，能促進(jìn)反應(yīng)向正向進(jìn)行；油水分離器中液體不再發(fā)生變化，說明反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)；

(2)最后一次洗滌液不顯酸性，可說明洗滌完全，因此只需要測定最后一次的水洗液的pH至7；

(3)根據(jù)無水乙醇與無水乳酸的反應(yīng)可知，參與反應(yīng)的無水乙醇過量，利用乳酸的物質(zhì)的量可計(jì)算出生成的乳酸乙酯的物質(zhì)的量為0.1mol，其質(zhì)量為0.1mol×118g/mol=11.8g，因此制備乳酸乙酯的產(chǎn)率為×100%=60%；

Ⅱ. (4)根據(jù)裝置圖可知儀器C為三頸燒瓶；根據(jù)連續(xù)裝置中的壓強(qiáng)變化，可以利用抽氣泵抽氣，觀察各裝置中氣體的產(chǎn)生，若有氣泡冒出，證明氣密性良好；

(5) 沒食子酸的堿性溶液，其作用是吸收空氣中的O2，防止氧化裝置C中生成的PH3；PH3被氧化成磷酸，高錳酸鉀被還原為Mn2+，離子方程式為：5PH3+8MnO4-+24H+=5H3PO4+8Mn2++12H2O；

(6) 滴定過程中發(fā)生的反應(yīng)為2KMnO4+5Na2SO3+3H2SO4=2MnSO4+K2SO4+5Na2SO4+3H2O，根據(jù)反應(yīng)方程式可知剩余的KMnO4的物質(zhì)的量為5.0×10-5 mol·L-1×11.00×10-3L×=2.2×10-7 mol；與PH3反應(yīng)的KMnO4的物質(zhì)的量為20.00×10-3L ×1.12×10-4 mol·L-1-2.2×10-7 mol×=4.0×10-8mol，因此吸收的PH3的物質(zhì)的量為4.0×10-8mol×=2.5×10-8mol，因此原糧中磷化物(以PH3計(jì))的含量為=0.0085mg/kg。