Question

12．實驗室合成乙酸乙酯的步驟如下：在圓底燒瓶內(nèi)加入乙醇，濃硫酸和乙酸，瓶口豎直安裝通有冷卻水的冷凝管（使反應(yīng)混合物的蒸氣冷凝為液體流回?zé)�瓶�?nèi)），加熱回流一段時間后換成蒸餾裝置進行蒸餾（如圖1所示），得到含有乙醇、乙酸和水的乙酸乙酯粗產(chǎn)品．請回答下列問題：（已知：乙醇、乙酸、乙酸乙酯的沸點依次是78.4℃、118℃、77.1℃）

①在燒瓶中除了加入乙醇、濃硫酸和乙酸外，還應(yīng)放入幾塊碎瓷片，其目的是防止燒瓶中的液體暴沸；
該反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH₃COOH+CH₃CH₂OHCH₃COOC₂H₅+H₂O；
②生成乙酸乙酯的反應(yīng)是可逆反應(yīng)，反應(yīng)物不能完全變成生成物，反應(yīng)一段時間后，就達到了該反應(yīng)的限度，即達到化學(xué)平衡狀態(tài)．下列描述能說明該反應(yīng)已達到化學(xué)平衡狀態(tài)的有（填序號）BDE．
A．單位時間里，生成1mol乙酸乙酯，同時生成1mol水
B．單位時間里，生成1mol乙酸乙酯，同時生成1mol乙酸
C．單位時間里，消耗1mol乙醇，同時消耗1mol乙酸
D．正反應(yīng)的速率與逆反應(yīng)的速率相等
E．混合物中各物質(zhì)的濃率不再變化
③現(xiàn)擬分離乙酸、乙醇和水的乙酸乙酯粗產(chǎn)品如圖2．
試劑a是飽和Na₂CO₃溶液，分離方法①是分液；分離方法②是蒸餾．

Answer 1

分析 ①沸點低的液體加熱使易暴沸，加入碎瓷片，防止暴沸；酯化反應(yīng)的本質(zhì)為酸脫羥基，醇脫氫，該反應(yīng)生成乙酸乙酯和水，且為可逆反應(yīng)，乙酸與乙醇在濃硫酸作用下加熱發(fā)生酯化反應(yīng)生成乙酸乙酯和水；
②化學(xué)反應(yīng)達到平衡時，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度不變，由此衍生的一些物理量也不變；
③粗產(chǎn)品乙酸乙酯中含有乙酸與乙醇，用飽和的碳酸鈉溶液反應(yīng)掉乙酸，溶解乙醇，同時降低乙酸乙酯的溶解度，便于溶液分層，乙酸乙酯密度比水小，乙酸乙酯在上層，然后利用分液，乙酸乙酯加入無水碳酸鈉吸收其中的水，可得乙酸乙酯；溶液中含有乙醇、碳酸鈉、乙酸鈉，進行蒸餾可以收集乙醇，向蒸出乙醇的溶液中加入硫酸，可以得到乙酸，再進行蒸餾可以收集乙酸．

解答 解：①乙酸、乙醇沸點低，液體加熱易暴沸，加入碎瓷片，引入汽化中心，防止燒瓶中的液體暴沸，乙酸與乙醇在濃硫酸作用下加熱發(fā)生酯化反應(yīng)生成乙酸乙酯和水，同時該反應(yīng)可逆，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CH₃COOH+CH₃CH₂OH CH₃COOC₂H₅+H₂O，
故答案為：防止燒瓶中的液體暴沸；CH₃COOH+CH₃CH₂OHCH₃COOC₂H₅+H₂O；
②已知可逆反應(yīng)CH₃CH₂OH+CH₃COOHCH₃COOCH₂CH₃+H₂O，
A．化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，無論是否達到平衡，生成1mol乙酸乙酯，同時生成1mol水，故A錯誤；
B．單位時間里，生成1mol乙酸乙酯，同時生成1mol乙酸，說明正逆反應(yīng)速率相等，故B正確；
C．化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，無論是否達到平衡，單位時間里，消耗1mol乙醇，同時消耗1mol乙酸，故C錯誤；
D．正反應(yīng)的速率與逆反應(yīng)的速率相等，達到平衡狀態(tài)，故D正確；
E．混合物中各物質(zhì)的濃度不再變化，說明達到平衡狀態(tài)，故E正確．
故答案為：BDE；
③粗產(chǎn)品乙酸乙酯中含有乙酸與乙醇，用飽和的碳酸鈉溶液反應(yīng)掉乙酸，溶解乙醇，同時降低乙酸乙酯的溶解度，便于溶液分層，乙酸乙酯密度比水小，乙酸乙酯在上層，然后利用分液，乙酸乙酯加入無水碳酸鈉吸收其中的水，可得乙酸乙酯；溶液中含有乙醇、碳酸鈉、乙酸鈉，進行蒸餾可以收集乙醇，向蒸出乙醇的溶液中加入硫酸，可以得到乙酸，再進行蒸餾可以收集乙酸；
故答案為：飽和Na₂CO₃溶液；分液；蒸餾．

點評 本題考查乙酸乙酯的制備，考查了學(xué)生運用知識的能力，注意乙酸乙酯反應(yīng)的可逆性特點，注意判斷平衡狀態(tài)的方法，為易錯點，注意把握實驗原理和方法，題目難度中等．