Question

【題目】呋喃甲酸()俗名糠酸，其在塑料工業(yè)中可用作增塑劑、熱固性樹(shù)脂等。呋喃甲酸可由呋喃甲醛制備，其制備原理如下所示：

反應(yīng)1：+NaOH→ +；

反應(yīng)2：+HCl→+NaCl；

已知：I、反應(yīng)1是放熱反應(yīng)；

II、乙醚的沸點(diǎn)是34.6℃，易揮發(fā)，遇明火易燃，其蒸氣可使人失去知覺(jué)；

III、呋喃甲酸的溶解度隨溫度的升高而升高，且升溫過(guò)程中溶解度變化較大；

實(shí)驗(yàn)步驟：向三頸燒瓶中加入16.4mL(約0.2mol)呋喃甲醛按以下流程圖制備并獲得粗品，粗品進(jìn)一步提純得到精產(chǎn)品9.5g

(1)若用如上圖裝置作為反應(yīng)1的發(fā)生裝置圖中有一處明顯錯(cuò)誤的地方是________。

(2)步驟①中，為控制反應(yīng)溫度在8～12℃，可采取的措施有①____________；②________。

(3)操作1的名稱為__________，要用到的玻璃儀器有______。

(4)在對(duì)乙醚層進(jìn)行分離時(shí)，用下圖中的_______(填字母代號(hào))裝置更好，與另一裝置相比，該裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)：

①______________；②___________。

(5)經(jīng)過(guò)結(jié)晶得到的粗呋喃甲酸若要進(jìn)一步提純，要經(jīng)過(guò)熱水溶解→活性炭脫色→蒸發(fā)→濃縮→_______→______→抽濾→洗滌→干燥。

(6)呋喃甲酸的產(chǎn)率為______(保留三位有效數(shù)字)

Answer 1

【答案】溫度計(jì)的水銀球沒(méi)有插入液面以下 冷水浴 緩慢加入氫氧化鈉溶液 （萃取）分液 分液漏斗和燒杯 B 及時(shí)排除乙醚，以免對(duì)人體造成危害 使用電磁加熱無(wú)明火，防止引燃乙醚蒸氣 趁熱過(guò)濾 冷卻結(jié)晶 84.8%

【解析】

(1)反應(yīng)1需要在8-12℃時(shí)反應(yīng)，據(jù)此分析判斷溫度計(jì)的水銀球的位置；

(2)步驟①中，為控制反應(yīng)溫度在8～12℃，溫度低于常溫，結(jié)合反應(yīng)1為放熱反應(yīng)，分析采取的措施；

(3)根據(jù)圖示，經(jīng)過(guò)操作1后得到乙醚層和水層，據(jù)此分析解答；

(4)在對(duì)乙醚層進(jìn)行分離時(shí)，應(yīng)該采用蒸餾裝置，結(jié)合乙醚的沸點(diǎn)是34.6℃，易揮發(fā)，遇明火易燃，其蒸氣可使人失去知覺(jué)分析比較兩個(gè)裝置的特點(diǎn)分析判斷；

(5) 呋喃甲酸的溶解度隨溫度的升高而升高，且升溫過(guò)程中溶解度變化較大，過(guò)濾時(shí)需要防止結(jié)晶，據(jù)此分析解答；

(6)根據(jù)反應(yīng)原理，理論上0.2mol呋喃甲醛可以得到0.1mol呋喃甲酸，據(jù)此分析計(jì)算。

(1)若用如上圖裝置作為反應(yīng)1的發(fā)生裝置，該反應(yīng)1需要在8-12℃時(shí)反應(yīng)，溫度計(jì)的水銀球應(yīng)該插入液面以下，故答案為：溫度計(jì)的水銀球沒(méi)有插入液面以下；

(2)步驟①中，為控制反應(yīng)溫度在8～12℃，可采取的措施有①冷水浴；該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，緩慢加入氫氧化鈉溶液，也可以控制溫度不要上升，故答案為：冷水浴；緩慢加入氫氧化鈉溶液；

(3)根據(jù)圖示，經(jīng)過(guò)操作1后得到乙醚層和水層，則操作1為萃取分液，用到的玻璃儀器有分液漏斗和燒杯，故答案為：萃取分液；分液漏斗和燒杯；

(4)在對(duì)乙醚層進(jìn)行分離時(shí)，應(yīng)該采用蒸餾裝置，由于乙醚的沸點(diǎn)是34.6℃，易揮發(fā)，遇明火易燃，其蒸氣可使人失去知覺(jué)，因此需要防止乙醚蒸氣對(duì)人體造成危害，選用B裝置更為合理，同時(shí)使用電磁加熱無(wú)明火，防止引燃乙醚蒸氣，故答案為：B；及時(shí)排除乙醚，以免對(duì)人體造成危害；使用電磁加熱無(wú)明火，防止引燃乙醚蒸氣；

(5) 呋喃甲酸的溶解度隨溫度的升高而升高，且升溫過(guò)程中溶解度變化較大，過(guò)濾時(shí)需要防止結(jié)晶，因此進(jìn)一步提純，要經(jīng)過(guò)熱水溶解→活性炭脫色→蒸發(fā)→濃縮→趁熱過(guò)濾→冷卻結(jié)晶→抽濾→洗滌→干燥，故答案為：趁熱過(guò)濾；冷卻結(jié)晶；

(6)根據(jù)反應(yīng)原理，理論上0.2mol呋喃甲醛可以得到0.1mol呋喃甲酸，質(zhì)量為0.1mol×112g/mol=11.2g，則呋喃甲酸的產(chǎn)率為×100%=84.8%，故答案為：84.8%。