Question

【题目】丙烯酸甲酯(CH2＝CHCOOCH3)是一种重要的有机化工原料。实验室制备少量丙烯酸甲酯的反应为：CH2＝CHCOOH+CH3OH CH2＝CHCOOCH3+H2O，步骤如下：

步骤1：在100mL圆底烧瓶中依次加入10.0g丙烯酸、少许碎瓷片、10mL甲醇和2mL浓硫酸，搅拌。

步骤2：如图，连接装置，加热烧瓶中的混合液，用锥形瓶盛接通过分水器分离出的水。当不再有水生成，停止加热。

步骤3：反应液冷却后，依次用5%Na2CO3溶液、饱和食盐水、水洗涤。

分离出有机相。

步骤4；向有机相中加无水Na2SO4固体，过滤后蒸馏，收集70～90℃馏分。测得丙烯酸甲酯的质量为6.45g。

可能用到的信息：

	密度	沸点	溶解性
丙烯酸	1.05 g·cm－3	141℃	与水互溶，易溶于有机溶剂	有毒
甲醇	0.79 g·cm－3	65℃	与水互溶，易溶于有机溶剂	易挥发，有毒
丙烯酸甲酯	0.95 g·cm－3	80.5℃	难溶于水，易溶于有机溶剂	易挥发

请回答下列问题：

（1）步骤1中，加入碎瓷片的目的是___。

（2）步骤2中，图中所示装置中仪器A的名称是___，其作用为___。

（3）步骤3中，用5%Na2CO3溶液洗涤，主要除去的物质是___；分离有机相的操作名称为__，分离有机相时不需要用到下列玻璃仪器中的__ (填名称)。

（4）实验中可能生成的有机副产物结构简式为____ (填一种即可)。

（5）本实验中丙烯酸甲酯的产率为___%。实际产率低于理论值的原因有多种，下列所述原因中不可能的是___ (填字母)。

a.分水器收集的水里含丙烯酸甲酯 b.本实验条件下发生了副反应

c.产品在洗涤、蒸发过程中有损失 d.产品精制时收集部分低沸点物质

（6）本实验中需要采取的安全防护措施有____。

Answer 1

【答案】防止爆沸； 球形冷凝管； 冷凝回流； 中和丙烯酸，溶解丙烯醇，降低丙烯酸甲酯的溶解度； 分液； 容量瓶，漏斗； CH3OCH3； 75%； bd； 使用四氯化碳溶液进行尾气处理，实验要在通风橱中进行；

【解析】

该实验是利用丙烯酸和甲醇发生酯化反应制取丙烯酸甲酯的实验，冷凝管的作用主要是用于冷凝回流，碳酸钠溶液的作用，主要是用来中和丙烯酸，溶解甲醇，降低酯类物质的溶解度，由于发生酯化反应，实验的条件为浓硫酸加热同时有甲醇参与，所以能发生甲醇不完全消去生成甲醚的副反应，产率的计算可根据过量少量进行判断；

（1）步骤1中，加入碎瓷片的目的是为了防止爆沸；

（2）仪器A的名称是球形冷凝管，冷凝管的作用为冷凝回流；

（3）碳酸钠可以中和丙烯酸，溶解甲醇，降低丙烯酸甲酯的溶解度；分离有机相和水，可以通过分液的方式；需要用到的仪器主要有容量瓶和烧杯；

（4）实验的条件为浓硫酸加热同时有甲醇参与，所以能发生甲醇不完全消去生成甲醚的副反应；

（5）根据表中数据得出，甲醇有7.9g，丙烯酸有10g,所以甲醇有0.25mol，丙烯酸有0.11mol，根据反应方程式得出，二者1：1反应，说明甲醇过量，所以根据丙烯酸的物质的量计算，0.11mol丙烯酸理论上可以生成0.11mol的丙烯酸甲酯，所以理论丙烯酸甲酯的产量为8.6g，所以计算产率得到；

（6）由于本实验中含有有毒气体，同时有毒气体可溶于有机溶液中，所以要在通风橱中进行实验，同时可以用有机溶剂四氯化碳来吸收有毒气体；