Question

【題目】丙烯酸甲酯(CH2=CHCOOCH3)是一種重要的有機(jī)化工原料。實(shí)驗(yàn)室制備少量丙烯酸甲酯的反應(yīng)為：CH2=CHCOOH+CH3OHCH2=CHCOOCH3+H2O，步驟如下：

步驟1：在100mL圓底燒瓶中依次加入10.0g丙烯酸、少許碎瓷片、10mL甲醇和2mL濃硫酸，攪拌。

步驟2：如圖，連接裝置，加熱燒瓶中的混合液，用錐形瓶盛接通過分水器分離出的水。當(dāng)不再有水生成，停止加熱。

步驟3：反應(yīng)液冷卻后，依次用5%Na2CO3溶液、飽和食鹽水、水洗滌。分離出有機(jī)相。

步驟4；向有機(jī)相中加無水Na2SO4固體，過濾后蒸餾，收集70～90℃餾分。測得丙烯酸甲酯的質(zhì)量為6.45g。

可能用到的信息：

	密度	沸點(diǎn)	溶解性
丙烯酸	1.05g·cm-3	141℃	與水互溶，易溶于有機(jī)溶劑	有毒
甲醇	0.79g·cm-3	65℃	與水互溶，易溶于有機(jī)溶劑	易揮發(fā)，有毒
丙烯酸甲酯	0.95g·cm-3	80.5℃	難溶于水，易溶于有機(jī)溶劑	易揮發(fā)

請(qǐng)回答下列問題：

（1）步驟1中，加入碎瓷片的目的是__。

（2）步驟2中，圖中所示裝置中儀器A的名稱是__，其作用為__。

（3）步驟3中，用5%Na2CO3溶液洗滌后，分離有機(jī)相的操作名稱為__。

（4）實(shí)驗(yàn)中可能生成的有機(jī)副產(chǎn)物結(jié)構(gòu)簡式為__(填一種即可)。

（5）本實(shí)驗(yàn)中丙烯酸甲酯的產(chǎn)率為__%。

Answer 1

【答案】防止暴沸 球形冷凝管 冷凝回流 分液 CH3OCH3 75%

【解析】

制備丙烯酸甲酯使用的藥品都是液體的，因此需要加入碎瓷片防止暴沸；制備反應(yīng)是可逆反應(yīng)，產(chǎn)物中有水生成，水與產(chǎn)品丙烯酸甲酯不互溶，并且密度更大，通過分水器將其從體系內(nèi)分離后，更利于反應(yīng)正向進(jìn)行；反應(yīng)結(jié)束后依次用飽和碳酸鈉，飽和食鹽水和水洗滌產(chǎn)品，這里飽和碳酸鈉的作用可以參考乙酸乙酯制備實(shí)驗(yàn)中飽和碳酸鈉的作用；產(chǎn)品液經(jīng)過洗滌后，得到含有少量水的丙烯酸甲酯，再利用無水硫酸鈉處理后，水被除去，考慮到丙烯酸甲酯的沸點(diǎn)是80.5℃，因此收集70℃至90℃的餾分，可以保證產(chǎn)品純度的同時(shí)，減少產(chǎn)品的損耗。

(1)液體加熱時(shí)，要注意防暴沸，加入碎瓷片的作用即防暴沸；

(2)裝置中儀器A的名稱即球形冷凝管，不同于直形冷凝管，其作用為冷凝回流；

(3)用飽和碳酸鈉溶液洗滌后得到水相和有機(jī)相，分離他們的方法即分液；

(4)濃硫酸加熱時(shí)，可能會(huì)使甲醇發(fā)生分子間脫水的反應(yīng)，生成甲醚即CH3OCH3；

(5) 根據(jù)表中數(shù)據(jù)得出，甲醇有7.9g即0.25mol，丙烯酸有10g即0.11mol；根據(jù)反應(yīng)方程式得出，二者1：1反應(yīng)，說明甲醇過量，所以根據(jù)丙烯酸的物質(zhì)的量計(jì)算，0.11mol丙烯酸理論上可以生成0.11mol的丙烯酸甲酯，所以理論丙烯酸甲酯的產(chǎn)量為8.6g；所以產(chǎn)率為×100%=75%。