Question

【題目】日常生活中最常見的塑化劑是鄰苯二甲酸二丁酯，它可由鄰苯二甲酸酐與正丁醇在濃硫酸共熱下反應(yīng)制得，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

裝置圖(部分裝置省略)如下：

已知：正丁醇沸點118℃，純鄰苯二甲酸二丁酯(分子量278)是無色透明、具有芳香氣味的油狀液體，沸點340℃，溫度超過180℃時易發(fā)生分解。

由鄰苯二甲酸酐、正丁醇制備鄰苯二甲酸二丁酯實驗操作流程如下：

①向三頸燒瓶內(nèi)加入22.5g(0.15mol)鄰苯二甲酸酐，14.8g(0.2mol)正丁醇以及少量濃硫酸。

②攪拌，升溫至105℃，持續(xù)攪拌反應(yīng)2小時，保溫至反應(yīng)結(jié)束。

③冷卻至室溫，將反應(yīng)混合物倒出。混合物先經(jīng)過碳酸鈉溶液洗，再水洗，得到粗產(chǎn)品。

④粗產(chǎn)品用無水氯化鈣干燥，靜置后取清液進行減壓蒸餾，最后處理得到產(chǎn)品20.85g。

請回答以下問題：

(1)步驟②中不斷從分水器下端分離出產(chǎn)物水的目的是：______________。

(2)步驟③反應(yīng)完混合物分離過程中，應(yīng)先用5% Na2CO3溶液洗滌，其作用的作用是_____________；Na2CO3溶液濃度不宜過高，更不能使用氫氧化鈉，其原因是：______________。

(3)“碳酸鈉溶液洗、水洗”操作時需要使用的主要玻璃儀器有____________________。

(4)有機實驗中，溫度的調(diào)控尤為重要，步驟②中溫度控制在105℃，其目的是_____________________；

(5)本實驗中，鄰苯二甲酸二丁酯的產(chǎn)率為___________。

Answer 1

【答案】有利于反應(yīng)向生成鄰苯二甲酸二丁酯的方向移動，提高產(chǎn)率 除去混合物中的硫酸 堿性太強會導(dǎo)致產(chǎn)物發(fā)生水解 分液漏斗、燒杯 溫度控制在105℃，有利于將水蒸出來，促進反應(yīng)進行，同時溫度不高于180℃，防止產(chǎn)物分解 75%

【解析】

(1)步驟②中不斷從分水器下端分離出產(chǎn)物水的目的，從平衡移動、提高產(chǎn)率考慮。

(2)步驟③反應(yīng)完混合物分離過程中，應(yīng)先用5% Na2CO3溶液洗滌，其作用從除雜質(zhì)的角度分析；Na2CO3溶液濃度不宜過高，更不能使用氫氧化鈉，其原因是從產(chǎn)品的保護角度分析。

(3)“碳酸鈉溶液洗、水洗”操作時需要使用的主要玻璃儀器，從液體除雜的角度分析。

(4)有機實驗中，溫度的調(diào)控尤為重要，步驟②中溫度控制在105℃，其目的應(yīng)從除雜和保護產(chǎn)品兩個角度考慮；

(5)先算出理論產(chǎn)量，實際產(chǎn)量除以理論產(chǎn)量，即得鄰苯二甲酸二丁酯的產(chǎn)率。

(1)步驟②中不斷從分水器下端分離出產(chǎn)物水的目的是有利于反應(yīng)向生成鄰苯二甲酸二丁酯的方向移動，提高產(chǎn)率。答案為：有利于反應(yīng)向生成鄰苯二甲酸二丁酯的方向移動，提高產(chǎn)率；

(2)步驟③反應(yīng)完混合物分離過程中，應(yīng)先用5% Na2CO3溶液洗滌，其作用是除去混合物中的硫酸；Na2CO3溶液濃度不宜過高，更不能使用氫氧化鈉，其原因是堿性太強會導(dǎo)致產(chǎn)物發(fā)生水解。答案為：除去混合物中的硫酸；堿性太強會導(dǎo)致產(chǎn)物發(fā)生水解；

(3)“碳酸鈉溶液洗、水洗”操作時需要使用的主要玻璃儀器是分液漏斗、燒杯。答案為：分液漏斗、燒杯；

(4)有機實驗中，溫度的調(diào)控尤為重要，步驟②中溫度控制在105℃，其目的是溫度控制在105℃，有利于將水蒸出來，促進反應(yīng)進行，同時溫度不高于180℃，防止產(chǎn)物分解；答案為：溫度控制在105℃，有利于將水蒸出來，促進反應(yīng)進行，同時溫度不高于180℃，防止產(chǎn)物分解；

(5)理論上，1mol鄰苯二甲酸酐與2mol正丁醇完全反應(yīng)，現(xiàn)向三頸燒瓶內(nèi)加入22.5g(0.15mol)鄰苯二甲酸酐，14.8g(0.2mol)正丁醇以及少量濃硫酸，則鄰苯二甲酸酐過量，應(yīng)使用正丁醇進行計算，生成鄰苯二甲酸二丁酯0.1mol，質(zhì)量為27.8g，從而得出鄰苯二甲酸二丁酯的產(chǎn)率為=75%。答案為：75%。