（浙江專用）2018年高中化學(xué) 專題7 物質(zhì)的制備與合成 課題2 阿司匹林的合成教學(xué)案 蘇教版選修6.doc

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課題2 阿司匹林的合成 [浙江選考加試要求] ————————————————————————————————————— 1．阿司匹林的合成原理、方法及流程。 2．粗產(chǎn)品中雜質(zhì)的檢驗(yàn)。3.晶體洗滌方法 1.學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)用化學(xué)方法合成阿司匹林的實(shí)驗(yàn)方案，能根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件比較方案的優(yōu)劣。 2．學(xué)會(huì)阿司匹林的制備方法。 ———————實(shí)驗(yàn)要素先知道 1．阿司匹林簡(jiǎn)介及合成原理 阿司匹林為解熱鎮(zhèn)痛藥，用于治療傷風(fēng)、感冒、頭痛、發(fā)燒、神經(jīng)痛、關(guān)節(jié)痛及風(fēng)濕病等。近年來，又證明它具有抑制血小板凝聚的作用，其治療范圍又進(jìn)一步擴(kuò)大到預(yù)防血栓形成，治療心血管疾病。阿司匹林化學(xué)名為乙酰水楊酸，化學(xué)結(jié)構(gòu)式如圖： 阿司匹林為白色針狀或板狀結(jié)晶，易溶于乙醇，可溶于氯仿、乙醚，難溶于水。合成反應(yīng)如下： 2．乙酰水楊酸(阿司匹林)含量的測(cè)定 (1)實(shí)驗(yàn)原理 乙酰水楊酸結(jié)構(gòu)中有一個(gè)羧基，呈酸性。在25 ℃時(shí)Ka＝3.2710－4，可用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液在乙醇溶液中直接滴定測(cè)其含量。直接滴定時(shí)，溶液呈微堿性，可選用酚酞作指示劑。 (2)實(shí)驗(yàn)方法 準(zhǔn)確稱取約0.4 g乙酰水楊酸三份，分別置于250 mL錐形瓶中，加約10 ℃的中性乙醇20 mL，溶解后，加酚酞指示液2滴，在不超過10 ℃溫度下，用0.1 molL－1的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液呈淺粉紅色即為終點(diǎn)。 乙酰水楊酸含量計(jì)算： w(C9H8O4)＝， 取三次測(cè)定平均值。 ———————實(shí)驗(yàn)過程詳剖析　 [器材與原理] 相關(guān)器材 150 mL錐形瓶、5 mL吸量管(干燥，附洗耳球)、燒杯(100 mL、250 mL、500 mL各一只)、加熱器、橡膠塞、溫度計(jì)、玻璃棒、布氏漏斗、表面皿、藥匙、 50 mL量筒、烘箱。 相關(guān)原理 阿司匹林(乙酰水楊酸)是由水楊酸和乙酸酐合成的。在生成乙酰水楊酸的同時(shí)，水楊酸分子間也能發(fā)生縮合反應(yīng)，生成少量聚合物(副產(chǎn)物)。該副產(chǎn)物不溶于碳酸氫鈉溶液，乙酰水楊酸能與碳酸氫鈉溶液反應(yīng)生成可溶性鈉鹽，可據(jù)此提純阿司匹林。 [實(shí)驗(yàn)與拓展] 實(shí)驗(yàn)流程 1．乙酰水楊酸的制備 實(shí)驗(yàn)步驟 注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)改進(jìn) (1)稱取水楊酸1.98 g于錐形瓶(150 mL)，在通風(fēng)條件下用吸量管取乙酸酐5 mL，加入錐形瓶，滴入5滴濃硫酸，搖動(dòng)使固體全部溶解，蓋上帶玻璃管的膠塞，在事先預(yù)熱的水浴中加熱5～10 min。 水浴裝置：500 mL燒杯中加100 mL水、沸石，用溫度計(jì)控制溫度85 ℃～90 ℃。 ①若用3 mL乙酸酐可減少副反應(yīng)發(fā)生，易于晶體析出，提高產(chǎn)率。n(水楊酸)∶n(乙酸酐)＝1∶2～3較為合適。濃硫酸作用在于破壞水楊酸分子內(nèi)氫鍵，降低反應(yīng)溫度(150 ℃～160 ℃)到85 ℃～90 ℃發(fā)生，避免高溫副反應(yīng)發(fā)生，提高產(chǎn)品純度、產(chǎn)率。 ②濃硫酸用量要控制(V<0.2 mL)。 ③乙酰水楊酸分解溫度：126 ℃～135 ℃。 ④水楊酸與乙酸酐混合后若不及時(shí)加硫酸并加熱，會(huì)發(fā)生較多副反應(yīng)。 (2)取出錐形瓶，將液體轉(zhuǎn)移至250 mL燒杯并冷卻至室溫(可能會(huì)沒有晶體析出)。 加入50 mL水，同時(shí)劇烈攪拌；冰水中冷卻10 min，晶體完全析出。 該步攪拌要激烈，否則會(huì)析出塊狀物體，影響后續(xù)實(shí)驗(yàn)。 (3)抽濾。冷水洗滌幾次，盡量抽干，固體轉(zhuǎn)移至表面皿，風(fēng)干。 準(zhǔn)備干燥、干凈的抽濾瓶，用母液洗燒杯二至三次，盡量將固體都轉(zhuǎn)移至漏斗。 2．乙酰水楊酸的提純 實(shí)驗(yàn)步驟 注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)改進(jìn) (1)粗產(chǎn)品置于100 mL燒杯中緩慢加入飽和NaHCO3溶液，產(chǎn)生大量氣體，固體大部分溶解。共加入約5 mL 飽和NaHCO3(aq)攪拌至無氣體產(chǎn)生。 飽和NaHCO3溶液溶解乙酰水楊酸，不溶解水楊酸聚合物，以此提純乙酰水楊酸。 (2)用干凈的抽濾瓶抽濾，用5～10 mL水洗(可先轉(zhuǎn)移溶液，后洗)。將濾液和洗滌液合并并轉(zhuǎn)移至100 mL燒杯中，緩緩加入15 mL 4 molL－1的鹽酸。邊加邊攪拌，有大量氣泡產(chǎn)生。 加入鹽酸時(shí)要滴加，加入過快會(huì)導(dǎo)致析出過大的晶粒影響干燥。 (3)用冰水冷卻10 min后抽濾，2～3 mL冷水洗滌幾次，抽干；干燥；稱量。 干燥步驟未取得較好方法，烘箱中80 ℃1 h以上會(huì)燒焦，本次用55 min。 產(chǎn)品稱量：1.57 g，理論：2.58 g。產(chǎn)率60.85%。 (4)取幾粒結(jié)晶，加5 mL水，滴加1% FeCl3溶液。檢驗(yàn)純度。 為增加水楊酸和乙酰水楊酸在水中溶解度，可加入乙醇少許。 對(duì)點(diǎn)集訓(xùn) 1．某有機(jī)物溶解于NaOH溶液(滴有酚酞)中，開始溶液呈紅色，煮沸5分鐘后，溶液褪色，加入鹽酸至酸性時(shí)，沉淀出白色的結(jié)晶體，該結(jié)晶體溶于水加入FeCl3溶液呈紫色，該有機(jī)物可能是(　　) 解析：選A　該結(jié)晶物溶于水，加入FeCl3溶液為紫色，說明原化合物中一定存在酚羥基；原化合物與NaOH作用，生成的物質(zhì)能使NaOH消耗掉，且使溶液褪色，說明原化合物含有酯基，水解使堿消耗。綜合分析，該化合物中只有酚羥基(—OH)和酯基()，所以應(yīng)選A。 2．阿司匹林的一種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，則1 mol該有機(jī)物和足量的NaOH溶液充分反應(yīng)，消耗NaOH的物質(zhì)的量為(　　) A．1 mol　　　B．2 mol　　　C．3 mol　　　D．4 mol 解析：選C　酯基水解后得到的酚羥基也能與NaOH反應(yīng)。 3．下列測(cè)定阿司匹林藥劑中乙酰水楊酸的含量的實(shí)驗(yàn)方案中，你認(rèn)為可行的是(　　) A. B. C. D. 解析：選C　阿司匹林藥片中一般都添有一定量的輔料如硬脂酸鎂、淀粉等難溶物質(zhì)，因此直接滴定現(xiàn)象不明顯，且反應(yīng)緩慢，故采取返滴定法測(cè)定阿司匹林的含量。先將阿司匹林在已知量的過量的NaOH溶液作用下充分水解；再用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過量的NaOH進(jìn)行測(cè)定。 4．下列檢驗(yàn)阿司匹林有效成分中所含官能團(tuán)的方案正確的是(　　) A．阿司匹林清液酯基水解檢驗(yàn)酯基 B．阿司匹林清液酯基水解檢驗(yàn)酯基 C．阿司匹林清液檢驗(yàn)羧基 D．阿司匹林清液酯基水解振蕩檢驗(yàn)酯基 解析：選D　阿司匹林在堿性條件下水解產(chǎn)物為無法鑒別其官能團(tuán)。在酸性條件下水解產(chǎn)物為可以通過FeCl3溶液鑒定酚羥基的存在從而說明酯基的存在，但紫色的鐵絡(luò)合物只有在中性或弱酸性條件下才能顯現(xiàn)紫色，需加入Na2CO3溶液或NaOH溶液調(diào)節(jié)溶液的酸堿性后，使酚羧基發(fā)生顯色反應(yīng)。羧基的特征反應(yīng)為酯化反應(yīng)及使指示劑變色，與堿反應(yīng)等，但酯化反應(yīng)由于反應(yīng)速率慢且無明顯現(xiàn)象，不適宜做鑒定反應(yīng)。本實(shí)驗(yàn)不能用酚酞檢驗(yàn)羧基的存在，故選D。 5．阿司匹林(aspirin)的有效成分是乙酰水楊酸，它是19世紀(jì)末合成的，作為一個(gè)有效的解熱止痛、治療感冒的藥物，至今仍廣泛使用。乙酰水楊酸是由水楊酸(鄰羥基苯甲酸)與乙酸酐進(jìn)行酯化反應(yīng)制得的。 (1)乙酰水楊酸的含氧官能團(tuán)分別是________和酯基。 (2)乙酰水楊酸能在稀酸和NaOH溶液中水解。寫出乙酰水楊酸與稀NaOH溶液共熱的化學(xué)方程式：________________________________________________________________。 (3)已知酚羥基遇FeCl3溶液顯紫色，但顯色反應(yīng)要在中性或弱酸性溶液中進(jìn)行。現(xiàn)要求運(yùn)用已有的知識(shí)檢驗(yàn)出乙酰水楊酸水解的某些產(chǎn)物中存在酚羥基。有人設(shè)計(jì)了如下的實(shí)驗(yàn)方案。 取一支潔凈的試管，向其中加入2 mL阿司匹林清液，然后再滴入2滴稀硫酸，將溶液在酒精燈上加熱片刻后，滴入2滴FeCl3溶液，振蕩，無明顯現(xiàn)象；再向其中逐滴加入Na2CO3溶液，振蕩，出現(xiàn)了紫色。你認(rèn)為逐滴加入Na2CO3溶液的目的是_______________________。 解析：乙酰水楊酸在氫氧化鈉溶液中水解時(shí)，由于酚羥基、羧基都被氫氧化鈉溶液中和，所以1 mol乙酰水楊酸完全反應(yīng)需3 mol NaOH。根據(jù)題給“用氯化鐵檢驗(yàn)酚羥基時(shí)需要在中性或弱酸性條件下進(jìn)行”的信息，可判斷加入碳酸鈉溶液的目的是中和過量的硫酸，使溶液保持弱酸性或中性。 答案：(1)羧基 (3)中和硫酸，使溶液呈弱酸性或中性 拓展實(shí)驗(yàn) 對(duì)氨基苯磺酸的合成 1．實(shí)驗(yàn)操作 (1)實(shí)驗(yàn)原理：室溫下芳香胺與濃H2SO4混合生成N磺基化合物，然后加熱轉(zhuǎn)化為對(duì)氨基苯磺酸，它在常壓下加熱反應(yīng)需要幾個(gè)小時(shí)。而用微波10 min左右便能完成。反應(yīng)式如下： (2)實(shí)驗(yàn)流程 (3)注意事項(xiàng)：操作過程中由于加入濃硫酸時(shí)，H2SO4與苯胺激烈反應(yīng)生成苯胺硫酸鹽，因此先要緩慢滴加，且不斷振搖，當(dāng)H2SO4加至反應(yīng)不是很激烈時(shí)，才可分批加入。由于苯胺有毒，稍冷可以使未反應(yīng)的苯胺冷凝下來，以免苯胺受熱揮發(fā)而造成損失和中毒。 2．相關(guān)問題 乙酸異戊酯是組成蜜蜂信息素的成分之一，具有香蕉的香味。實(shí)驗(yàn)室制備乙酸異戊酯的反應(yīng)、裝置示意圖和有關(guān)數(shù)據(jù)如下： 實(shí)驗(yàn)步驟：在A中加入4.4 g異戊醇、6.0 g乙酸、數(shù)滴濃硫酸和2～3片碎瓷片。開始緩慢加熱A，回流50 min。反應(yīng)液冷至室溫后倒入分液漏斗中，分別用少量水、飽和碳酸氫鈉溶液和水洗滌；分出的產(chǎn)物加入少量無水MgSO4固體，靜置片刻，過濾除去MgSO4固體，進(jìn)行蒸餾純化，收集140～143 ℃餾分，得乙酸異戊酯3.9 g。 回答下列問題： (1)儀器B的名稱是________。 (2)在洗滌操作中，第一次水洗的主要目的是___________________________________， 第二次水洗的主要目的是_______________________________________________。 (3)在洗滌、分液操作中，應(yīng)充分振蕩，然后靜置，待分層后________(填標(biāo)號(hào))。 a．直接將乙酸異戊酯從分液漏斗的上口倒出 b．直接將乙酸異戊酯從分液漏斗的下口放出 c．先將水層從分液漏斗的下口放出，再將乙酸異戊酯從下口放出 d．先將水層從分液漏斗的下口放出，再將乙酸異戊酯從上口倒出 (4)本實(shí)驗(yàn)中加入過量乙酸的目的是__________________________________________。 (5)實(shí)驗(yàn)中加入少量無水MgSO4的目的是_____________________________________。 (6)在蒸餾操作中，儀器選擇及安裝都正確的是______(填標(biāo)號(hào))。 (7)本實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)率是________(填標(biāo)號(hào))。 a．30%　　　b．40%　　　c．60%　　　d．90% (8)在進(jìn)行蒸餾操作時(shí)，若從130 ℃便開始收集餾分，會(huì)使實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)率偏________(填“高”或“低”)，其原因是_________________________________________________。 解析：(1)儀器B為球形冷凝管。(2)第一次水洗的目的是除去作催化劑的硫酸和過量的乙酸，接下來用飽和碳酸氫鈉溶液進(jìn)一步除去殘留的少量乙酸，第二次水洗的目的是除去過量的飽和碳酸氫鈉溶液。(3)洗滌、分液后有機(jī)層密度小，在上面，密度大的水層在下面，需將水層從分液漏斗下口放出，然后將有機(jī)層從分液漏斗上口倒出，d項(xiàng)正確。(4)制備乙酸異戊酯的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，加入過量的乙酸，能提高異戊醇的轉(zhuǎn)化率，從而提高乙酸異戊酯的產(chǎn)率。(5)加入少量無水MgSO4能除去有機(jī)層中的少量水，起到干燥作用。(6)蒸餾實(shí)驗(yàn)中溫度計(jì)水銀球需和蒸餾燒瓶支管口在同一高度，而c中不應(yīng)該用球形冷凝管，球形冷凝管一般用于反應(yīng)裝置，即在反應(yīng)時(shí)考慮到反應(yīng)物的蒸發(fā)流失而用球形冷凝管冷凝回流，使反應(yīng)更徹底，故b正確。(7)根據(jù)題中化學(xué)方程式及所給各物質(zhì)的量，可知實(shí)驗(yàn)中異戊醇完全反應(yīng)，理論上應(yīng)生成乙酸異戊酯6.5 g，實(shí)驗(yàn)中實(shí)際生成乙酸異戊酯3.9 g，故乙酸異戊酯的產(chǎn)率為3.9/6.5100%＝60%。(8)若從130 ℃便開始收集餾分，則收集得到的是乙酸異戊酯和少量未反應(yīng)的異戊醇的混合物，導(dǎo)致所測(cè)出的實(shí)驗(yàn)產(chǎn)率偏高。 答案：(1)球形冷凝管　(2)洗掉大部分硫酸和乙酸　洗掉碳酸氫鈉溶液　(3)d　(4)提高異戊醇的轉(zhuǎn)化率　(5)干燥　(6)b　(7)c　(8)高　收集少量未反應(yīng)的異戊醇 ———————課后檢測(cè)與提能 1．下列關(guān)于有機(jī)物的說法錯(cuò)誤的是(　　) A．CCl4可由CH4制得，可萃取碘水中的碘 B．石油和天然氣的主要成分都是碳?xì)浠衔? C．乙醇、乙酸和乙酸乙酯能用飽和Na2CO3溶液鑒別 D．苯不能使KMnO4溶液褪色，因此苯不能發(fā)生氧化反應(yīng) 解析：選D　CCl4可由CH4與Cl2發(fā)生取代反應(yīng)而制得，可萃取碘水中的碘；石油主要成分是烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴，天然氣是甲烷，都屬于碳?xì)浠衔?；乙醇與Na2CO3溶液互溶，乙酸與Na2CO3溶液反應(yīng)放出二氧化碳?xì)怏w，乙酸乙酯與Na2CO3溶液分層；苯雖然不能使KMnO4溶液褪色，但苯可以燃燒，燃燒是氧化反應(yīng)。 2．下列化合物中既能使溴的四氯化碳溶液褪色，又能在光照下與溴發(fā)生取代反應(yīng)的是(　　) A．甲苯　　　　　　 B．乙醇 C．丙烯 D．乙烯 解析：選C　能使溴的四氯化碳溶液褪色的物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)中含有碳碳不飽和鍵，C和D符合，再根據(jù)能與溴發(fā)生取代反應(yīng)的物質(zhì)為分子結(jié)構(gòu)中含有苯環(huán)或烷基的物質(zhì)，因此只有C選項(xiàng)符合題意。 3．阿司匹林的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，把阿司匹林放在足量的氫氧化鈉溶液中煮沸，能發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)鍵是(　　) A．①③ B．②③ C．①④ D．②④ 解析：選C　本題的關(guān)鍵是要理解和掌握酯與羧基的性質(zhì)，兩者都能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)。 4．有機(jī)物分子中原子間(或原子與原子團(tuán)間)的相互影響會(huì)導(dǎo)致不同物質(zhì)分子中相同基團(tuán)化學(xué)性質(zhì)的不同。下列各項(xiàng)事實(shí)不能說明上述觀點(diǎn)的是(　　) A．C6H5—CH3使酸性KMnO4溶液褪色，而CH4不能 B．能跟NaOH溶液反應(yīng)，而CH3CH2OH不能 C．乙烯能發(fā)生加成反應(yīng)，而乙烷不能 D．乙醛能發(fā)生加氫反應(yīng)，而乙酸不能 解析：選C　乙烯和乙烷不具有相同的基團(tuán)，其他各組的兩種物質(zhì)都具有相同的基團(tuán)。 5．在一定條件下，下列藥物的主要成分都能發(fā)生①取代，②加成，③水解，④中和四種反應(yīng)的是(　　) 解析：選B　維生素B5、芬必得不能發(fā)生水解反應(yīng)；搖頭丸不能發(fā)生水解反應(yīng)和中和反應(yīng)。 6．某種解熱鎮(zhèn)痛藥的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 當(dāng)它完全水解時(shí)，可能得到的產(chǎn)物有(　　) A．2種 B．3種 C．4種 D．5種 解析：選C　該有機(jī)物的分子中含有三個(gè)可水解的官能團(tuán)，其中兩個(gè)水解可產(chǎn)生四種分子。 7．阿司匹林口服時(shí)，具有解熱鎮(zhèn)痛作用，是一種常用的治療感冒的藥物，也可用于抗風(fēng)濕，促進(jìn)痛風(fēng)患者尿酸的排泄。近年來還發(fā)現(xiàn)阿司匹林能抑制血小板凝聚，可防止血栓的生成；它的有效成分是乙酰水楊酸()。 實(shí)驗(yàn)室以水楊酸(鄰羥基苯甲酸)與乙酸酐[(CH3CO)2O]為主要原料合成乙酰水楊酸。 [反應(yīng)原理及部分裝置] [實(shí)驗(yàn)流程] 已知：①醋酸酐遇水分解生成醋酸。 ②水楊酸和乙酰水楊酸均微溶于水，但其鈉鹽易溶于水，副產(chǎn)物為高分子化合物，難溶于水。 回答下列問題： (1)合成過程中要控制溫度在85 ℃～90 ℃，最合適的加熱方法____________。 (2)用右圖裝置過濾比普通漏斗過濾的優(yōu)點(diǎn)是________________。 (3)粗產(chǎn)品提純： ①分批用少量飽和NaHCO3溶液溶解粗產(chǎn)品，目的是______________；判斷該過程結(jié)束的現(xiàn)象是____________。 ②加濃鹽酸、冷卻后的操作是__________、__________、干燥、稱重、計(jì)算產(chǎn)率。 ③純度檢驗(yàn)：取少許產(chǎn)品加入盛有2 mL水的試管中，加入1～2滴FeCl3溶液，溶液呈淺紫色，可能的原因是____________。 (4)阿司匹林藥片中乙酰水楊酸含量的測(cè)定步驟(假定只含乙酰水楊酸和輔料，輔料不參與反應(yīng))： Ⅰ.稱取阿司匹林樣品m g； Ⅱ.將樣品研碎，溶于V1 mL a molL－1 NaOH(過量)并加熱，除去輔料等不溶物，將所得溶液移入錐形瓶； Ⅲ.向錐形瓶中滴加幾滴甲基橙，用濃度為b molL－1的標(biāo)準(zhǔn)鹽酸滴定剩余的NaOH，消耗鹽酸的體積為V2 mL。 已知：乙酰水楊酸與過量NaOH溶液加熱發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式： COOHOCOCH3＋3NaOHCOONaONa＋2H2O＋CH3COONa 則阿司匹林藥片中乙酰水楊酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式為：____________。 解析：醋酸酐和水楊酸混合，然后向混合溶液中加入濃硫酸，相當(dāng)于濃硫酸的稀釋，并不斷攪拌，防止局部受熱而產(chǎn)生安全事故；搖勻后加熱至85 ℃，然后冷卻、過濾、水洗得到粗產(chǎn)品，向粗產(chǎn)品中加入飽和碳酸氫鈉溶液，使乙酰水楊酸轉(zhuǎn)化為易溶于水的乙酰水楊酸鈉，從而除去雜質(zhì)；然后用濃鹽酸洗滌剩余的碳酸氫鈉，將乙酰水楊酸鈉轉(zhuǎn)化為乙酰水楊酸，最后過濾、洗滌、干燥得到乙酰水楊酸。(1)溫度低于100 ℃時(shí)采用水浴加熱。(2)用圖裝置過濾比普通漏斗過濾速度快、得到的產(chǎn)品較干燥。(3)①使乙酰水楊酸轉(zhuǎn)化為易溶于水的乙酰水楊酸鈉，乙酰水楊酸鈉易溶于水，從而除去雜質(zhì)，且便于分離；乙酰水楊酸能和碳酸氫鈉反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，所以判斷該過程結(jié)束的現(xiàn)象是沒有氣體(CO2)產(chǎn)生；②加濃鹽酸，冷卻后的操作是過濾、洗滌、干燥，從而得到較純凈、干燥的產(chǎn)品；③酚羥基能和氯化鐵發(fā)生顯色反應(yīng)，加入氯化鐵溶液后混合溶液呈紫色，說明產(chǎn)品中仍然可能含有水楊酸。(4)乙酰水楊酸消耗的氫氧化鈉的物質(zhì)的量為aV110－3－bV210－3，乙酰水楊酸的物質(zhì)的量是消耗的氫氧化鈉的物質(zhì)的量的，阿司匹林藥片中乙酰水楊酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式為。 答案：(1)水浴加熱 (2)過濾速度快、得到的產(chǎn)品較干燥 (3)①使乙酰水楊酸轉(zhuǎn)化為易溶于水的乙酰水楊酸鈉，便于與雜質(zhì)分離　沒有氣體(CO2)產(chǎn)生 ②過濾　洗滌 ③產(chǎn)品中仍然可能含有水楊酸 (4) 8．工業(yè)上合成阿司匹林的流程如下圖所示： 請(qǐng)回答： (1)請(qǐng)寫出反應(yīng)釜中反應(yīng)的化學(xué)方程式：__________________________；其中，甲苯的作用是____________，為了保證水楊酸能較為徹底地反應(yīng)，通常采用的措施是______________________________。 (2)粗品經(jīng)提純后才能作為藥物使用。提純可以分以下幾步進(jìn)行： ①分批用少量飽和碳酸鈉溶液溶解乙酰水楊酸(阿司匹林)，化學(xué)方程式為__________； ②過濾除去不溶物，將濾液緩慢加入濃鹽酸中，析出乙酰水楊酸，化學(xué)方程式為______________________________________________； ③再經(jīng)過________、________操作，將得到的乙酰水楊酸用少量乙酸乙酯加熱至完全溶解，冷卻，乙酰水楊酸精品以針狀晶體析出，將其加工成型后就可以使用了。 (3)為了充分利用原料，循環(huán)再利用的例子在化工生產(chǎn)中屢見不鮮，試直接在上圖中用箭頭標(biāo)出未反應(yīng)完的原料循環(huán)利用的過程。 解析：(1)從流程圖上不難看出，在甲苯作溶劑的條件下，醋酸酐與水楊酸發(fā)生反應(yīng)生成了乙酰水楊酸(阿司匹林)和醋酸。工業(yè)上通常用加入過量的廉價(jià)原料的方法以提高另一種原料的利用率，為了保證水楊酸能較為徹底地反應(yīng)，顯然要加入過量的醋酸酐。(2)阿司匹林分子中含有一個(gè)羧基，具有酸性，酸性比碳酸強(qiáng)，顯然可以與飽和碳酸鈉溶液反應(yīng)，生成相應(yīng)的鹽而溶解。但阿司匹林的酸性不如鹽酸強(qiáng)，所以生成的鹽加入到濃鹽酸中后，又可重新生成阿司匹林。析出的阿司匹林通過過濾得到，但其表面有一些雜質(zhì)，需要通過洗滌除去，這樣就可得到較為純凈的阿司匹林了。(3)在分離得到粗產(chǎn)品后，母液中仍然有過量的醋酸酐、沒有完全反應(yīng)的水楊酸、沒有完全分離出的產(chǎn)品以及溶劑、試劑等，不能浪費(fèi)，需要循環(huán)利用。 (3) 9．阿司匹林(乙酰水楊酸)是由水楊酸和乙酸酐合成的： 在生成乙酰水楊酸的同時(shí)，水楊酸分子間也能發(fā)生聚合反應(yīng)，生成少量聚合物(副產(chǎn)物)。合成乙酰水楊酸的實(shí)驗(yàn)步驟如下： ①向150 mL干燥錐形瓶中加入2.0 g水楊酸、5 mL 乙酸酐(密度1.08 gmL－1)和5滴濃硫酸，振蕩，待其溶解后，控制溫度在85～90 ℃條件下反應(yīng)5～10 min。然后冷卻，即有乙酰水楊酸晶體析出。 ②減壓過濾，用濾液淋洗錐形瓶，直至所有晶體被收集到布氏漏斗中。抽濾時(shí)用少量冷水洗滌晶體幾次，繼續(xù)抽濾，盡量將溶劑抽干。然后將粗產(chǎn)品轉(zhuǎn)移至表面皿上，在空氣中風(fēng)干。 ③將粗產(chǎn)品置于100 mL燒杯中，攪拌并緩慢加入25 mL飽和碳酸氫鈉溶液，加完后繼續(xù)攪拌2～3分鐘，直到?jīng)]有二氧化碳?xì)怏w產(chǎn)生為止。過濾，用5～10 mL蒸餾水洗滌沉淀，合并濾液于燒杯中，不斷攪拌，慢慢加入15 mL 4 molL－1鹽酸，將燒杯置于冷水中冷卻，即有晶體析出。抽濾，用冷水洗滌晶體1～2次，再抽干水分，即得產(chǎn)品(純凈物)1.9 g。 請(qǐng)回答下列問題： (1)第①步中，要控制反應(yīng)溫度在85～90 ℃，應(yīng)采用__________加熱方法。用這種加熱方法需要的玻璃儀器有__________________。 (2)在第②步中，用冷水洗滌晶體，其目的是_______________________________。 (3)第③步中，加入碳酸氫鈉的作用是______________；加入鹽酸的作用是__________________。 (4)如何檢驗(yàn)產(chǎn)品中是否混有水楊酸？______________________。 (5)試計(jì)算本次合成阿司匹林的產(chǎn)率為________(保留二位有效數(shù)字)。 解析：(1)水浴加熱可以控制溫度，需要的玻璃儀器有酒精燈、燒杯、溫度計(jì)等；(2)洗滌晶體，除去表面的雜質(zhì)，用冷水的目的是減小阿司匹林的溶解；(3)將阿司匹林轉(zhuǎn)化為鈉鹽，鈉鹽溶于水，通過過濾而分離雜質(zhì)；加入鹽酸的目的是將鈉鹽酸化，重新轉(zhuǎn)化為阿司匹林；(4)水楊酸屬于酚類，通過FeCl3溶液的顯色反應(yīng)可以檢驗(yàn)；(5)由2.0 g水楊酸、5 mL乙酸酐可以得出，乙酸酐過量，所以以水楊酸來計(jì)算，算出2.0 g水楊酸能夠產(chǎn)生阿司匹林的質(zhì)量： 水楊酸～阿司匹林 138　 　180 2.0　　　m　m＝2.6 g， 所以阿司匹林的產(chǎn)率為100%＝73%。 答案：(1)水浴　酒精燈、燒杯、溫度計(jì) (2)洗滌晶體表面附著的雜質(zhì)、減少阿司匹林因溶解而引起的損耗 (3)使阿司匹林轉(zhuǎn)化為可溶性鹽，而與不溶性的物質(zhì)相互分離　將阿司匹林的可溶性鹽重新轉(zhuǎn)化為阿司匹林 (4)向水中加入少量產(chǎn)品，然后滴加FeCl3溶液，若有紫色出現(xiàn)，產(chǎn)品中有水楊酸；若無紫色出現(xiàn)，說明產(chǎn)品中不含水楊酸(答案合理即可) (5)73% 10．葡萄糖酸鈣是一種可促進(jìn)骨骼生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。葡萄糖酸鈣可通過以下反應(yīng)制得： ＋Br2＋H2O―→＋2HBr 相關(guān)物質(zhì)的溶解性見下表： 物質(zhì)名稱 葡萄糖酸鈣 葡萄糖酸 溴化鈣 氯化鈣 水中的溶解性 可溶于冷水易溶于熱水 可溶 易溶 易溶 乙醇中的溶解性 微溶 微溶 可溶 可溶 實(shí)驗(yàn)流程如下： C6H12O6溶液懸濁液Ca(C6H11O7)2 請(qǐng)回答下列問題： (1)第①步中溴水氧化葡萄糖時(shí)，下列裝置中最適合的是________。 制備葡萄糖酸鈣的過程中，葡萄糖的氧化也可用其他試劑，下列物質(zhì)中最適合的是________。 A．新制Cu(OH)2懸濁液 B．酸性KMnO4溶液 C．O2/葡萄糖氧化酶 D．[Ag(NH3)2]OH溶液 (2)第②步充分反應(yīng)后CaCO3固體需有剩余，其目的是_________；本實(shí)驗(yàn)中不宜用CaCl2替代CaCO3，理由是 ________________________________________________________________________。 (3)第③步需趁熱過濾，其原因是_____________________________________________。 (4)第④步加入乙醇的作用是________________________________________________。 (5)第⑥步中，下列洗滌劑最合適的是________。 A．冷水　　　　　　 B．熱水 C．乙醇 D．乙醇水混合溶液 解析：(1)反應(yīng)需要控制在55 ℃，應(yīng)用水浴加熱的方法，應(yīng)選擇B裝置；從選項(xiàng)分析，最合適的試劑應(yīng)該是O2和葡萄糖氧化酶。(2)第②步充分反應(yīng)后CaCO3固體需有剩余的目的是提高葡萄糖酸轉(zhuǎn)化為葡萄糖酸鈣的轉(zhuǎn)化率，便于后續(xù)分離；氯化鈣難以與葡萄糖酸直接反應(yīng)得到葡萄糖酸鈣，故本實(shí)驗(yàn)中不宜用CaCl2替代CaCO3。(3)因?yàn)槠咸烟撬徕}易溶于熱水，所以第③步采用趁熱過濾的方法能減少葡萄糖酸鈣的損失。(4)因?yàn)槠咸烟撬徕}微溶于乙醇，所以在第④步加入乙醇可降低葡萄糖酸鈣在溶劑中的溶解度，有利于其析出。(5)根據(jù)表中相關(guān)物質(zhì)溶解性知，第⑥步中最合適的洗滌劑是乙醇水混合溶液。 答案：(1)B　C (2)提高葡萄糖的轉(zhuǎn)化率，便于后續(xù)分離　氯化鈣難以與葡萄糖酸直接反應(yīng)得到葡萄糖酸鈣 (3)葡萄糖酸鈣冷卻后會(huì)結(jié)晶析出，如不趁熱過濾會(huì)損失產(chǎn)品 (4)可降低葡萄糖酸鈣在溶劑中的溶解度，有利于葡萄糖酸鈣析出 (5)D