Question

2．己二酸二乙酯是乙酸纖維素、硝酸纖維素的增塑劑，實(shí)驗(yàn)室合成己二酸二乙酯的反應(yīng)原理和有關(guān)數(shù)據(jù)如下：
+2C₂H₅OH$?_{甲苯/△}^{濃硫酸}$+2H₂O

	相對(duì)分子質(zhì)量	密度/（g•cm-3）	沸點(diǎn)/℃	水中溶解性
己二酸二乙酯	202	1.01	245	不溶于水
己二酸	146	1.36	231.8	微溶
乙醇	46	0.79	78.4	混溶
甲苯	92	0.87	110.6	不溶于水

實(shí)驗(yàn)步驟如下：
步驟1：在50mL圓底燒瓶中加入己二酸1.8g（0.012mol），乙醇4.4mL（0.076mol），甲苯5mL和濃硫酸（1mL），裝置如圖所示，小火加熱回流40min．
步驟2：冷卻，回流裝置改為蒸餾裝置，常壓蒸餾，在120℃左右充分蒸餾．
步驟3：將步驟2的液體倒入克氏燒瓶，進(jìn)行減壓蒸餾，最后得己二酸二乙酯2.2g．
（1）圖中冷凝管中冷卻水從a（填“a”或“b”）口進(jìn)，濃硫酸的主要作用是作催化劑．
（2）回流一段時(shí)間后，打開圖中旋塞，流出的物質(zhì)主要是水（或水和乙醇）．
（3）實(shí)驗(yàn)中加入過量的乙醇的目的是提高己二酸的轉(zhuǎn)化率．
（4）步驟2實(shí)驗(yàn)已完成的標(biāo)志是無餾分蒸出．
（5）本實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)率為90.8%．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)逆流冷卻效果好，判斷冷卻水的進(jìn)口，在酯化反應(yīng)中濃硫酸作催化劑；
（2）由于水和乙醇的沸點(diǎn)比己二酸二乙酯和己二酸都要低，容易形成蒸汽，并在冷凝管被冷凝而留在油水分離器中，據(jù)此答量；
（3）酯化反應(yīng)是可逆反應(yīng)，增加一種反應(yīng)物可以提高另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率；
（4）步驟2中在120℃左右充分蒸餾，當(dāng)無餾分蒸出，就可說明蒸餾操作完成；
（5）己二酸0.012mol與乙醇0.076mol反應(yīng)，根據(jù)酯化反應(yīng)的方程式可知，乙醇過量，所以理論上產(chǎn)生己二酸二乙酯的物質(zhì)的量為0.012mol，即質(zhì)量為146g，根據(jù)產(chǎn)率=$\frac{實(shí)際產(chǎn)量}{理論產(chǎn)量}$×100%計(jì)算．

解答 解：（1）根據(jù)逆流冷卻效果好，所以冷卻水的進(jìn)口為a，在己二酸與乙醇發(fā)生的酯化反應(yīng)中濃硫酸作催化劑，
故答案為：a；作催化劑；
（2）由于水和乙醇的沸點(diǎn)比己二酸二乙酯和己二酸都要低，容易形成蒸汽，并在冷凝管被冷凝而留在油水分離器中，所以回流一段時(shí)間后，打開圖中旋塞，流出的物質(zhì)主要是水（或水和乙醇），
故答案為：水（或水和乙醇）；
（3）酯化反應(yīng)是可逆反應(yīng)，增加一種反應(yīng)物可以提高另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，所以實(shí)驗(yàn)中加入過量的乙醇的目的是提高己二酸的轉(zhuǎn)化率，
故答案為：提高己二酸的轉(zhuǎn)化率；
（4）步驟2中在120℃左右充分蒸餾，當(dāng)無餾分蒸出，就可說明蒸餾操作完成，
故答案為：無餾分蒸出；
（5）己二酸0.012mol與乙醇0.076mol反應(yīng)，根據(jù)酯化反應(yīng)的方程式可知，乙醇過量，所以理論上產(chǎn)生己二酸二乙酯的物質(zhì)的量為0.012mol，即質(zhì)量為202×0.012g=2.424g，所以己二酸二乙酯的產(chǎn)率=$\frac{實(shí)際產(chǎn)量}{理論產(chǎn)量}$×100%=$\frac{2.2g}{2.424g}$×100%=90.8%，
故答案為：90.8%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查己二酸二乙酯的制備以及注意事項(xiàng)，題目難度中等，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)原理是解答該題的關(guān)鍵．