Question

【題目】實(shí)驗(yàn)室制乙酸乙酯的主要裝置如圖所示：

主要步驟：

①在 a 試管中 按 2：3：2 的體積比配制濃硫酸、乙醇、乙酸的混合物；

②按 A 圖連接裝置，使產(chǎn)生的蒸氣經(jīng)導(dǎo)管通到 b 試管所盛的飽和碳酸鈉溶液中；

③小火加熱 a 試管中 的混合液；

④等 b 試管中收集到約 2mL 產(chǎn)物時(shí)停止加熱。撤下 b 試管并用力振 蕩，然后靜置待其中液體分層；

⑤分離出純凈的乙酸乙酯。

請(qǐng)回答下列問題：

⑴實(shí)驗(yàn)室配制混合物加入試劑順序：______。

⑵步驟中可觀察到 b 試管中有細(xì)小的氣泡冒出，寫出該反應(yīng)的離子方程式：______。

⑶A 裝置中使用球形干燥管除起到冷凝作用外，另一重要作用是______，步驟中分離乙 酸乙酯必須使用的一種儀器是______。

⑷為證明濃硫酸在該反應(yīng)中起到了催化劑和吸水劑的作用，某同學(xué)利用圖 A 所示裝置進(jìn)行了以下 4 個(gè)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)開始先用酒精燈微熱 3min，再加熱使之微微沸騰 3min。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后充分振蕩小試管 b 再測(cè) 有機(jī)層的厚度，實(shí)驗(yàn)記錄如下：

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	試管 a 中試劑	試管 b 中試劑	測(cè)得有機(jī)層的厚度/cm
W	3mL 乙醇、2mL 乙酸、2mL 18mol/L 濃硫酸	飽和 Na2CO3 溶液	5.0
X	3mL 乙醇、2mL 乙酸		0.1
Y	3mL 乙醇、2mL 乙酸、2mL3mol/LH2SO4		1.2
Z	3mL 乙醇、2mL 乙酸、鹽酸		1.2

①實(shí)驗(yàn) Y 的目的是與實(shí)驗(yàn) Z 相對(duì)照，證明H+ 對(duì)酯化反應(yīng)具有催化作用。實(shí)驗(yàn) Z 中應(yīng)加入鹽酸的體積 和濃度分別是______mL 和______mol/L

②分析實(shí)驗(yàn)______填實(shí)驗(yàn)編號(hào)的數(shù)據(jù)，可以推測(cè)出濃H2SO4 的吸水性提高了乙酸乙酯的產(chǎn)率。 濃硫酸的吸水性能夠提高乙酸乙酯產(chǎn)率的原因是______。

③加熱有利于提高乙酸乙酯的產(chǎn)率，但實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)溫度過高乙酸乙酯的產(chǎn)率反而降低，可能的原因是______

④分離出乙酸乙酯層后，經(jīng)過洗滌，為了干燥乙酸乙酯可選用的干燥劑為______填字母。

A.P2O5 B.無(wú)水Na2SO4 C.堿石灰 D.NaOH 固體

Answer 1

【答案】乙醇，濃硫酸，乙酸 2CH3COOH+CO32-=2CH3COO-+H2O+CO2↑ 防止倒吸 分液漏斗 2 6 WZ 濃硫酸可以吸收酯化反應(yīng)中生成的水，降低了生成物濃度使平衡向生成乙酸乙酯的方向移動(dòng) 大量乙酸、乙醇未經(jīng)反應(yīng)就脫離反應(yīng)體系；溫度過高發(fā)生其他反應(yīng) B

【解析】

⑴乙酸易揮發(fā)且有強(qiáng)烈的刺激性氣味，乙醇的密度比濃硫酸的小，濃硫酸溶于水放出大量的熱，實(shí)驗(yàn)室加入反應(yīng)物和濃硫酸類似于濃硫酸的稀釋，應(yīng)將濃硫酸和乙酸加入到乙醇中，防止硫酸溶解時(shí)放出大量的熱導(dǎo)致液體飛濺，即先在大試管中加入乙醇，然后慢慢向其中注入濃硫酸，并不斷攪拌，最后向裝有乙醇和濃硫酸的混合物的大試管中加入乙酸；

⑵步驟④中可觀察到b試管中有細(xì)小的氣泡冒出，是揮發(fā)的乙酸和碳酸鈉溶液反應(yīng)生成二氧化碳，該反應(yīng)的離子方程式為2CH3COOH+CO32-=2CH3COO-+H2O+CO2↑；

⑶A裝置中使用球形管除起到冷凝作用外，另一重要作用是防止倒吸；步驟⑤中分離不互溶的乙酸乙酯和碳酸鈉溶液，采取的方法是分液，必須使用的一種儀器是分液漏斗；

⑷①實(shí)驗(yàn)Z的目的是與實(shí)驗(yàn)Y相對(duì)照，證明H+對(duì)酯化反應(yīng)具有催化作用，應(yīng)保證乙酸、乙醇、氫離子濃度相等，實(shí)驗(yàn)Y中 3mL乙醇、2mL乙酸、2mL 3mol/L H2SO4 ，實(shí)驗(yàn)Z中3mL乙醇、2mL乙酸、鹽酸，要保證溶液體積一致，才能保證乙醇、乙酸的濃度不變，故鹽酸體積為2mL，實(shí)驗(yàn)Z與實(shí)驗(yàn)Y中H+的濃度一樣，所以鹽酸的濃度為=6mol/L；

②對(duì)比分析實(shí)驗(yàn)WZ的數(shù)據(jù)，催化劑為濃硫酸生成有機(jī)層厚度比3mol/L H2SO4 時(shí)生成有機(jī)層厚度厚，說明濃硫酸濃硫酸的吸水性能夠提高乙酸乙酯產(chǎn)率，原因是：濃硫酸可以吸收酯化反應(yīng)中生成的水，降低了生成物濃度使平衡向生成乙酸乙酯的方向移動(dòng)；

③乙酸、乙醇易揮發(fā)，溫度過高大量乙酸、乙醇未經(jīng)反應(yīng)就脫離反應(yīng)體系，且溫度過高發(fā)生其他反應(yīng)，導(dǎo)致產(chǎn)率降低，

故答案為：大量乙酸、乙醇未經(jīng)反應(yīng)就脫離反應(yīng)體系；溫度過高發(fā)生其他反應(yīng)；

④干燥乙酸乙酯，用無(wú)水硫酸鈉除去少量的水，無(wú)水硫酸鈉吸水形成硫酸鈉結(jié)晶水合物；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，故選：B。