Question

5．實驗室用乙酸和正丁醇制備乙酸正丁酯，有關物質(zhì)的物理性質(zhì)如表，請回答有關問題

化合物	密度/g•cm-3	沸點/℃	溶解性
正丁醇	0.810	118.0	可溶
冰醋酸	1.049	118.1	互溶
乙酸正丁酯	0.882	126.1	微溶
乙醇	0.79	78.5	互溶
乙酸乙酯	0.88	77.06	可溶

Ⅰ．乙酸正丁酯粗產(chǎn)品的制備
在干燥的50mL圓底燒瓶中，裝入沸石，加入11.5mL正丁醇和9.4mL冰醋酸，再加3～4滴濃硫酸．然后安裝分水器（作用：實驗過程中不斷分離除去反應生成的水）、溫度計及回流冷凝管，加熱冷凝回流反應．
（1）寫出乙酸正丁酯制備的化學方程式：CH₃COOH+CH₃CH₂CH₂CH₂OH $?_{△}^{濃H_{2}SO_{4}}$CH₃COOCH₂CH₂CH₂CH₃+H₂O．本實驗過程中可能產(chǎn)生多種有機副產(chǎn)物，寫出其中一種的結(jié)構(gòu)簡式：CH₂═CHCH₂CH₃或CH₃CH₂CH₂CH₂OCH₂CH₂CH₂CH₃．
（2）在乙酸乙酯的制備過程中采用了“邊反應邊蒸餾”的方式收集乙酸乙酯，乙酸正丁酯的制備過程中能否采用“邊反應邊蒸餾”的方式？為什么？不可以．因為乙酸正丁酯的沸點比乙酸和正丁醇都高
Ⅱ．乙酸正丁酯精產(chǎn)品的制備
（1）將乙酸正丁酯粗產(chǎn)品用如下操作進行精制：①水洗　②蒸餾�、塾脽o水MgSO₄干燥�、苡�15%碳酸鈉溶液洗滌，正確的操作步驟是C（填字母）．
AA．①②③④B．③①④②
C．①④①③②D．④①③②③
（2）將酯層采用如圖1所示裝置蒸餾．
①寫出圖1中儀器A的名稱冷凝管，冷卻水從g口進入（填字母）．
②蒸餾收集乙酸正丁酯產(chǎn)品時，應將溫度控制在126.1℃左右．
Ⅲ．計算產(chǎn)率
（1）測量分水器內(nèi)由乙酸與正丁醇反應生成水的體積為1.8mL，假設在制取乙酸正丁酯過程中反應物和生成物沒有損失，且忽略副反應，計算乙酸正丁酯的產(chǎn)率為79.4%．實驗中為了提高乙酸正丁酯的產(chǎn)率，采取的措施是BC
A．使用催化劑   B．加過量乙酸   C．不斷移去產(chǎn)物    D．縮短反應時間
（2）正丁醇若含有乙醇，有同學認為制得的乙酸丁酯中含有乙酸乙酯．為了證實該觀點，可嘗試選用下列C（填序號）裝置來做實驗，請簡述與實驗結(jié)論有關的實驗過程和現(xiàn)象將制得的乙酸丁酯進行蒸餾，看能否得到78℃左右的餾分，且該餾分不溶于飽和碳酸鈉溶液．

Answer 1

分析 I．（1）根據(jù)酯化反應原理酸脫羥基醇脫氫寫出反應的化學方程式，在濃硫酸作用下正丁醇可能發(fā)生消去反應等副反應；
（2）“邊反應邊蒸餾”的方式收集產(chǎn)物的要求是反應物的沸點要高于生成物的沸點，而乙酸丁酯的沸點比乙酸、丁醇的沸點高，據(jù)此答題；
II．（1）乙酸正丁酯粗產(chǎn)品中含有乙酸、正丁醇、硫酸等雜質(zhì)，要進行精制，要先用水洗除去部分可溶性雜質(zhì)，再用碳酸鈉溶液除硫酸，再水洗除碳酸鈉，再用無水MgSO₄干燥后再蒸餾得較純的乙酸正丁酯；
（2）①根據(jù)裝置圖可知圖1中儀器A的名稱，冷卻時采用逆流冷卻效果好，據(jù)此判斷；
②根據(jù)乙酸正丁酯的沸點確定蒸餾時的溫度；
III．（1）提高1-丁醇的利用率，可使平衡向生成酯的方向移動，根據(jù)平衡移動原理分析；
（2）互溶的液體可原理蒸餾的原理進行分離，據(jù)此設計；

解答 解：I．（1）酯化反應中酸脫羥基醇脫氫，反應的化學方程式為CH₃COOH+CH₃CH₂CH₂CH₂OH $?_{△}^{濃H_{2}SO_{4}}$CH₃COOCH₂CH₂CH₂CH₃+H₂O，在濃硫酸作用下正丁醇可能發(fā)生消去反應或取代生成醚等副反應，其產(chǎn)物為CH₂═CHCH₂CH₃或CH₃CH₂CH₂CH₂OCH₂CH₂CH₂CH₃，
故答案為：CH₃COOH+CH₃CH₂CH₂CH₂OH $?_{△}^{濃H_{2}SO_{4}}$CH₃COOCH₂CH₂CH₂CH₃+H₂O；CH₂═CHCH₂CH₃或CH₃CH₂CH₂CH₂OCH₂CH₂CH₂CH₃；
（2）“邊反應邊蒸餾”的方式收集產(chǎn)物的要求是反應物的沸點要高于生成物的沸點，而乙酸丁酯的沸點比乙酸、丁醇的沸點高，所以乙酸正丁酯的制備過程中不能否采用“邊反應邊蒸餾”的方式，
故答案為：不可以，因為乙酸正丁酯的沸點比乙酸和正丁醇都高；
II．（1）乙酸正丁酯粗產(chǎn)品中含有乙酸、正丁醇、硫酸等雜質(zhì)，要進行精制，要先用水洗除去部分可溶性雜質(zhì)，再用碳酸鈉溶液除硫酸，再水洗除碳酸鈉，再用無水MgSO₄干燥后再蒸餾得較純的乙酸正丁酯，故選C；
（2）①根據(jù)裝置圖可知圖1中儀器A的名稱為冷凝管，冷卻時采用逆流冷卻效果好，所以冷卻水從g口進入，
故答案為：冷凝管；g；
②根據(jù)題意可知，乙酸正丁酯的沸點為126.1℃，所以蒸餾時的溫度應控制在126.1℃左右，
故答案為：126.1℃；
III．（1）提高1-丁醇的利用率，可使平衡向生成酯的方向移動．
A．使用催化劑，縮短反應時間，平衡不移動，故A錯誤；
B．加過量乙酸，平衡向生成酯的方向移動，1-丁醇的利用率增大，故B正確；
C．不斷移去產(chǎn)物，平衡向生成酯的方向移動，1-丁醇的利用率增大，故C正確；
D．縮短反應時間，反應未達平衡，1-丁醇的利用率降低，故D錯誤．
故選：BC．
（2）由表中數(shù)據(jù)可知，乙酸丁酯與乙酸乙酯沸點相差比較大，乙酸乙酯沸點為77.06℃，可利用蒸餾原理，將制得的乙酸丁酯進行蒸餾，故選C裝置，看能否得到78℃左右的餾分，且該餾分不溶于飽和碳酸鈉溶液，若有則說明含有乙酸乙酯，沒有則不含乙酸乙酯．
故答案為：C；將制得的乙酸丁酯進行蒸餾，看能否得到78℃左右的餾分，且該餾分不溶于飽和碳酸鈉溶液．

點評 本題以考查乙酸乙酯的制備為載體，旨在考查學生對知識的遷移運用，題目難度中等，注意基礎知識的積累．