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一、题文
肉桂酸()主要用于香精香料、食品添加剂、有机合成等方面,它的合成原理为。主要试剂及其物理性质: 名称 相对分子质量 性状 密度/(g•cm-3) 熔点/℃ 沸点/℃ 溶解度/(g/100 mL溶剂) 水 醇 醚 苯甲醛 106 无色液体 1.044 -26 178~179 微溶 溶 溶 乙酸酐 102 无色液体 1.082 -73 138~140 反应 溶 难溶 肉桂酸 148 白色粉末 1.248 133~134 300 微溶 溶 溶 试剂用量: 试剂名称 苯甲醛 乙酸酐 无水碳酸钾 10%氢氧化钠 浓盐酸 活性炭 试剂用量 3.0 mL 5.5 mL 4~5 g 40 mL 25 mL 1.0 g 实验仪器如图:请回答下列问题:(1)实验准备阶段:在组装实验仪器前要确保反应回流装置彻底干燥,其原因是:______。(2)将3.0 mL苯甲醛、5.5 mL乙酸酐和4.00 g无水碳酸钾依次加入250 mL三颈烧瓶中摇匀,烧瓶底部有白色颗粒状固体生成,上部液体无色透明,反应剧烈,有白烟冒出。搭建好回流装置后,开始加热回流。加热回流时控制反应呈微沸状态,加热温度不能太高的原因:______。(3)实验结束后,向三颈烧瓶中加入40 mL 10%的氢氧化钠溶液和20 mL的水,可观察到母液体系分为油相和水相。将装置改为水蒸气蒸馏装置,开始加热蒸馏,使油相中的苯甲醛随水蒸气离开母液,开始收集。加入NaOH的作用是:______。B装置中的长玻璃导管的作用是:______。水蒸气蒸馏装置中需要加热的仪器有______(填装置序号)。(4)对蒸气发生器进行加热,待蒸气稳定后再通入烧瓶中的液面下,开始蒸气蒸馏,待检测馏出物中无油滴后停止蒸馏。加入1.0 g活性炭脱色,热过滤。活性炭脱色的原理是______。(5)加入25 mL的浓盐酸,冰水浴,烧杯中有白色颗粒出现。抽滤(用冰水洗涤),烘箱干燥,称量。称重得m=0.35 g.则该反应的产率约为______(结果精确至0.1% )。
二、解答
若有水存在,则会使酸酐发生水解,使产率降低;或碳酸钾水解失去催化作用 温度太高会导致反应物挥发,使产率降低,且易引起较多副反应 保证所有的肉桂酸转化为钠盐而溶解,便于分离 调节体系和大气压强,判断水蒸气蒸馏系统是否畅通 B、C 吸附 8.0%三、分析
解:(1)酸酐遇到水会发生水解,使产率降低,碳酸钾水解失去催化作用,故答案为:若有水存在,则会使酸酐发生水解,使产率降低;或碳酸钾水解失去催化作用;(2)回流时,反应温度不能太高,因为温度太高会导致反应物挥发,使产率降低,且易引起较多副反应;故答案为:温度太高会导致反应物挥发,使产率降低,且易引起较多副反应;(3)肉桂酸在水中的溶解度较小,肉桂酸具有酸性,能和NaOH反应生成可溶性的钠盐,从而促进肉桂酸的溶解;B装置中长玻璃管是为了压强平衡便于判断水蒸气蒸馏系统是否畅通;用图所示装置进行水蒸气蒸馏,B处要提供水蒸气,C处要保持一定温度,产品才能被蒸馏出来,所以B、C处是需要加热的仪器,故答案为:保证所有的肉桂酸转化为钠盐而溶解,便于分离;调节体系和大气压强,判断水蒸气蒸馏系统是否畅通;B、C;(4)活性炭具有吸附作用而使褪色,故答案为:吸附;(5)3.0mL苯甲醛、5.5mL乙酸酐的质量分别是1.044g/ml×3.0ml=3.132g、5.5ml×1.082g/ml=5.951g,二者的物质的量分别是3.132g÷106g/mol=0.030mol、5.951g÷102g/mol=0.0583mol,所以根据方程式可知,乙酸酐过量,则理论上生成肉桂酸的质量是0.030mol×148g/mol=4.373g,所以产率是:×100%=8.0%,故答案为:8.0%。(1)依据酸酐遇到水会发生水解分析;(2)温度过高会发生副反应,反应物沸点低易挥发;(3)NaOH具有碱性,能和酸反应生成钠盐,从而提高酸的溶解性;B装置中长玻璃管是为了压强平衡便于判断水蒸气蒸馏系统是否畅通;根据用图所示装置进行水蒸气蒸馏分析;(4)活性炭具有吸附作用;(5)先计算出苯甲醛、乙酸酐的质量,再计算出它们的物质的量,然后理论上生成肉桂酸的质量,最后计算出肉桂酸的产率。本题考查了实验探究物质制备和物质性质的分析判断,主要是有机物的分离和制备,抽滤装置原理,实验基本操作和物质性质的理解是解题关键,题目难度中等。本文到此结束,希望对大家有所帮助。
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