Question

20．已知乙酸和乙醇在濃硫酸催化下會發(fā)生下列反應：
CH₃CH₂OH+CH₃COOH$?_{120℃}^{濃硫酸}$ CH₃COOCH₂CH₃+H₂O
CH₃CH₂OH+CH₃CH₂OH$→_{140℃}^{濃硫酸}$CH₃CH₂OCH₂CH₃+H₂O
CH₃CH₂OH$→_{170℃}^{濃硫酸}$CH₂═CH₂↑+H₂O
沸點：乙醇78.5℃、乙酸117.9℃、乙酸乙酯77.1℃
某同學為了在實驗室制備乙酸乙酯，設計了如圖所示的裝置（部分類持儀器省略）．實驗步驟：
①在干燥的100mL三頸燒瓶中加入8mL 95%的乙醇，在冷水冷卻下，邊搖邊慢慢加入8mL濃硫酸，加入碎瓷片；在滴液漏斗中加入8mL 95%的乙醇和8mL乙酸，搖勻．按圖組裝儀器．滴液漏斗的末端和溫度計的水銀球必須浸到液面以下距瓶底0.5cm～1cm處．
②用電熱套加熱燒瓶，當溫度計讀數(shù)上升到110℃時，從滴液漏斗中滴加乙醇和乙酸混合液（速度為每分鐘30滴為宜），并維持適宜的反應溫度．滴加完畢，繼續(xù)加熱數(shù)分鐘，直到反應液溫度升到130℃，不再有餾出液為止．
③洗滌粗產物．
請回答下列問題：
（1）碎瓷片的作用是防止液體暴沸．冷凝管的作用是冷凝收集乙酸乙酯，水要從A（填“A”或“B”）口進入．餾出液的成分有乙酸乙酯、乙酸、乙醇．
（2）整個實驗過程要嚴格控制溫度在120℃左右，否則會發(fā)生副反應，使制得的乙酸乙酯不純（或含有乙醚）．
（3）洗滌粗產物的方法是：向粗產物中慢慢加入飽和碳酸鈉溶液，然后用分液法分離．下列有關分液操作的敘述正確的是d（填字母序號）．
a．應選用球形分液漏斗進行分液，使用前要檢查是否漏水
b．將混合液倒入分液漏斗，塞緊玻璃塞，上下振蕩
c．混合液搖勻后，立即將分液漏斗放在鐵圈上靜置，分層
d．打開分液漏斗的玻璃塞，再打開旋塞，使下層液體從分液漏斗下端放出，待下層液體完全流出后關閉旋塞，把上層液體從分液漏斗上口倒出
（4）為了得到更純的產物，需向（3）中得到的酯中加入無水硫酸鎂進行干燥，然后通過蒸餾法分離．
下列區(qū)分乙酸乙酯精品和粗品的方法，不合理的是ad．
a．用溴水檢驗         b．用金屬鈉檢驗
c．測定沸點           d．用新制Cu（OH）₂懸濁液檢驗
（5）本實驗如何創(chuàng)造條件使酯化反應盡量向生成物方向進行？（至少提出兩點）
①加入過量的乙醇
②將乙酸乙酯從反應液中不斷蒸出，使平衡向乙酸乙酯產生的方向移動．

Answer 1

分析 （1）沸點低的液體加熱要加碎瓷片，防止暴沸；采用冷凝管的作用是將揮發(fā)出的蒸氣冷凝使其流到錐形瓶中，冷凝管的水流方向應為逆流效果好，所以應從A進B出，制備乙酸乙酯，餾出液的成分有乙酸乙酯、乙酸、乙醇；
（2）乙酸與乙醇在濃硫酸作用下加熱發(fā)生酯化反應，反應溫度為120℃，若控制不好反應溫度，會發(fā)生副反應，使制得的乙酸乙酯不純（或含有乙醚）；
（3）制備乙酸乙酯時常用飽和碳酸鈉溶液吸收乙酸乙酯，目的是除去乙醇和乙酸、降低乙酸乙酯的溶解度，便于分層；打開分液漏斗上口活塞使漏斗內外空氣相通，先流出下層液體，后倒出上層液體；
（4）酯中含有水，可用無水的硫酸鎂進行干燥，酯中可溶性的有機物，可利用沸點不同進行蒸餾分離，乙酸乙酯精品和粗品不同為粗品中含有乙酸、乙醇等雜質；
（5）制備乙酸乙酯的反應為可逆反應，根據(jù)平衡移動原理解答，改變影響平衡的一個條件（如濃度、壓強或溫度等），平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動，使酯化反應盡量向生成物方向進行，可增大反應物的濃度，或減少生成物的濃度．

解答 解：（1）液體乙酸乙醇沸點低，加入沸石（碎瓷片），可以通過沸石（碎瓷片）孔隙凝聚蒸汽，使成為氣泡浮出，防止暴沸，制備乙酸乙酯，采用冷凝管的作用是將揮發(fā)出的生成物乙酸乙酯蒸氣冷凝使其流到錐形瓶中，冷凝管的水流方向應為逆流效果好，從A進B出，能克服水的重力充滿冷凝管，使冷凝效果更好，制備乙酸乙酯，乙酸與乙醇在濃硫酸作用下加熱發(fā)生酯化反應生成乙酸乙酯和水，CH₃COOH+C₂H₅OHCH₃COOC₂H₅+H₂O，該反應為可逆反應，所以餾出液的成分有乙酸乙酯、乙酸、乙醇，

故答案為：防止液體暴沸； 冷凝收集乙酸乙酯；A；乙酸乙酯、乙酸、乙醇；
（2）乙酸與乙醇在濃硫酸作用下加熱發(fā)生酯化反應，CH₃CH₂OH+CH₃COOH$?_{120℃}^{濃硫酸}$ CH₃COOCH₂CH₃+H₂O，反應需嚴格控制溫度在為120℃，若控制不好反應溫度，會發(fā)生副反應CH₃CH₂OH+CH₃CH₂OH$→_{140℃}^{濃硫酸}$CH₃CH₂OCH₂CH₃+H₂O，使制得的乙酸乙酯不純（或含有乙醚），
故答案為：120；發(fā)生副反應，使制得的乙酸乙酯不純（或含有乙醚）；
（3）乙酸乙酯不溶于飽和碳酸鈉溶液，乙酸可與碳酸鈉反應，用飽和碳酸鈉溶液吸收乙酸乙酯，除去乙醇和乙酸、降低乙酸乙酯的溶解度，便于分層，乙酸乙酯不溶于水溶液，所以分離的方法為分液，打開分液漏斗上口活塞使漏斗內外空氣相通，保證液體順利流出，乙酸乙酯密度小于水，所以先使下層液體從分液漏斗下端放出，待下層液體完全流出后關閉旋塞，把上層液體從分液漏斗上口倒出，d符合，
故答案為：飽和碳酸鈉；d；
（4）提純產物，（3）中得到的酯中含有水，用無水的硫酸鎂進行干燥，酯中可溶性的有機物，可利用乙酸乙酯77.1℃進行蒸餾分離，乙酸乙酯精品和粗品不同為粗品中含有乙酸、乙醇等雜質，都能與金屬鈉反應，可用金屬鈉檢驗，乙酸乙酯精品為純凈物，有固定溶沸點，可測其沸點確定，新制Cu（OH）₂懸濁液與以及溴水與乙酸、乙醇等雜質不反應，不能用于檢驗，
故答案為：蒸餾；ad；
（5）制備乙酸乙酯的反應為可逆反應，增大某一反應的濃度，平衡向正反應移動，所以加入過量的乙醇，可使酯化反應向生成物方向進行，分離出生成物，生成物的濃度減小，平衡向正反應方向移動，
故答案為：加入過量的乙醇；將乙酸乙酯從反應液中不斷蒸出，使平衡向乙酸乙酯產生的方向移動．

點評 本題考查乙酸乙酯的制備、物質的分離提純等，把握有機物的性質、制備實驗中儀器的作用、混合物分離提純等為解答的關鍵，側重分析、實驗能力的綜合考查，注意基礎知識、工藝流程的理解掌握、知識的積累和實驗基本操作的理解應用，題目難度中等．