Question

17．某課外小組設計的實驗室制取乙酸乙酯的裝置如圖所示，A中放有濃硫酸，B中放有乙醇、無水醋酸鈉，D中放有飽和碳酸鈉溶液．已知：
①無水氯化鈣可與乙醇形成難溶于水的CaCl₂•6C₂H₅OH
②有關有機物的沸點：

試劑	乙醚	乙醇	乙酸	乙酸乙酯
沸點/℃	34.7	78.5	118	77.1

請回答：
（1）濃硫酸的作用是酸性、催化劑、脫水劑；若用同位素¹⁸O示蹤法確定反應產物水分子中氧原子的提供者，寫出能表示¹⁸O位置的化學方程式：CH₃CO¹⁸OH+CH₃CH₂OH$?_{△}^{濃硫酸}$CH₃COOC₂H₅+H₂¹⁸O．
（2）球形干燥管C的作用是防止倒吸、冷凝．若反應前向D中加入幾滴酚酞，溶液呈紅色，反應結束后D中的現象是溶液分層，上層無色油體液體，下層溶液顏色變淺．
（3）采用分液（操作名稱）法從 D中分離出的乙酸乙酯中常含有一定量的乙醇、乙醚和水，然后加入無水氯化鈣，分離出乙醇；再加入（從下列選項中選擇）C，然后進行蒸餾，收集77℃左右的餾分，以得較純凈的乙酸乙酯．
A．五氧化二磷     B．堿石灰    C．無水硫酸鈉    D．生石灰．

Answer 1

分析 （1）乙酸與乙醇在濃硫酸作催化劑、加熱的條件下發(fā)生酯化反應生成乙酸乙酯，該反應為可逆反應，濃硫酸吸水利于平衡向生成乙酸乙酯方向移動；
羧酸與醇發(fā)生的酯化反應中，羧酸中的羧基提供-OH，醇中的-OH提供-H，相互結合生成水；
（2）圓底燒瓶受熱不均，球形干燥管的管口伸入液面下可能發(fā)生倒吸，同時起冷凝作用；
醇與乙酸都易揮發(fā)，制備的乙酸乙酯含有乙醇與乙酸，通常用飽和碳酸鈉溶液吸收乙酸乙酯，反應掉揮發(fā)出來的乙酸，使之轉化為乙酸鈉溶于水中，便于聞乙酸乙酯的香味，溶解揮發(fā)出來的乙醇，降低乙酸乙酯在水中的溶解度，便于分層得到酯，故D中的溶液為飽和的碳酸鈉溶液，碳酸根水解，溶液呈堿性，反應后溶液分層，上層無色油體液體，由于碳酸鈉與乙酸反應，故下層溶液顏色變；
（3）用分液法分離和提純乙酸乙酯，然后用氯化鈣除去少量乙醇，用無水硫酸鈉除去少量的水，無水硫酸鈉吸水形成硫酸鈉結晶水合物；根據乙酸乙酯的沸點判斷溫度．

解答 解：（1）酸與乙醇需濃硫酸作催化劑，該反應為可逆反應，濃硫酸吸水利于平衡向生成乙酸乙酯方向移動，由于反應加入的是乙酸鈉，故濃硫酸還制乙酸的作用，故濃硫酸的作用是酸性、催化劑、吸水劑；
羧酸與醇發(fā)生的酯化反應中，羧酸中的羧基提供-OH，醇中的-OH提供-H，相互結合生成水，其它基團相互結合生成酯，同時該反應可逆，反應的化學方程式為CH₃CO¹⁸OH+CH₃CH₂OH$?_{△}^{濃硫酸}$CH₃COOC₂H₅+H₂¹⁸O；
故答案為：酸性、催化劑、脫水劑；CH₃CO¹⁸OH+CH₃CH₂OH$?_{△}^{濃硫酸}$CH₃COOC₂H₅+H₂¹⁸O；
（2）圓底燒瓶受熱不均，球形干燥管的管口伸入液面下可能發(fā)生倒吸，球形干燥管體積大，可以防止倒吸，同時起冷凝作用；
碳酸根水解CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，溶液呈堿性，加入幾滴酚酞，溶液呈紅色；
碳酸鈉水解呈堿性，乙酸乙酯不溶于飽和碳酸鈉溶液，密度比水小，溶液分層，上層無色油體液體，乙酸和碳酸鈉反應而使溶液紅色變淺；
故答案為：防止倒吸、冷凝；溶液分層，上層無色油體液體，下層溶液顏色變淺；
（3）用分液法分離和提純乙酸乙酯，然后用氯化鈣除去少量乙醇，用無水硫酸鈉除去少量的水，無水硫酸鈉吸水形成硫酸鈉結晶水合物；乙酸乙酯的沸點為77℃，所以收集 77℃左右的餾分，以得較純凈的乙酸乙酯，
故答案為：分液；乙醇；C；77．

點評 本題考查乙酸乙酯的制備與實驗改進，難度中等，注意（3）涉及到乙酸乙酯的精制，用無水硫酸鈉除去少量的水，不能選擇P₂O₅、堿石灰和NaOH等固體干燥劑，以防乙酸乙酯在酸性（P₂O₅遇水生成酸）或堿性條件下水解．