Question

實(shí)驗(yàn)室用乙酸和正丁醇制備乙酸正丁酯。有關(guān)物質(zhì)的相關(guān)數(shù)據(jù)如下表：

化合物	相對(duì)分子質(zhì)量	密度/g·cm-3	沸點(diǎn)，/℃	溶解度/l00g水
正丁醇	74	0．80	118．0	9
冰醋酸	60	1．045	118．1	互溶
乙酸正丁酯	116	0．882	126．1	0．7

   操作如下：

   ①在50mL三頸燒瓶中，加入18.5 mL正丁醇和13.4 mL冰醋酸， 3～4滴濃硫酸，投入沸石。安裝分水器（作用：實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不斷分離除去反應(yīng)生成的水）、溫度計(jì)及回流冷凝管。

   ②將分水器分出的酯層和反應(yīng)液一起倒入分液漏斗中，水洗，10% Na₂CO₃洗滌，再水洗，最后轉(zhuǎn)移至錐形瓶，干燥。

   ③將干燥后的乙酸正丁酯濾入燒瓶中，常壓蒸餾，收集餾分，得15.1 g乙酸正丁酯。

請(qǐng)回答有關(guān)問(wèn)題：

（1）冷水應(yīng)該從冷凝管             （填a或b）端管口通入。

（2）儀器A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)___                                  。

（3）步驟①“不斷分離除去反應(yīng)生成的水”該操作的目的是：                        。

（4）步驟②中,10%Na₂CO₃溶液洗滌有機(jī)層，該步操作的目的是                          。

（5）進(jìn)行分液操作時(shí)，使用的漏斗是    （填選項(xiàng)）。

（6）步驟③在進(jìn)行蒸餾操作時(shí)，若從118℃開(kāi)始收集餾分，產(chǎn)率偏    （填“高”或者“低”）原因是____

（7）該實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，生成乙酸正丁酯的產(chǎn)率是             。

Answer 1

【知識(shí)點(diǎn)】有機(jī)物的制備、混合物分離、除雜J1  J2  L6

【答案解析】（1）a（1分）

（2）CH₃COOH+CH₃CH₂CH₂CH₂OHCH₃COOCH₂CH₂CH₂CH₃+H₂O（2分）

（3）使用分水器分離出水，使平衡正向移動(dòng)，提高反應(yīng)產(chǎn)率（2分）；

（4）除去產(chǎn)品中含有的乙酸等雜質(zhì)（2分）

（5）C（1分）

（6）高（1分）　會(huì)收集到少量未反應(yīng)的冰醋酸和正丁醇（2分）

（7）65%（或65.1％）  （2分）

   解析：（1）為了保證冷凝效果冷水需要低進(jìn)高出，所以應(yīng)該從冷凝管a端管口通入。

（2）根據(jù)酯化反應(yīng)的原理，羧基去羥基，醇去氫生成酯和水，儀器A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CH₃COOH+CH₃CH₂CH₂CH₂OHCH₃COOCH₂CH₂CH₂CH₃+H₂O。

（3）利用減小生成物的濃度平衡正向移動(dòng)，步驟①“不斷分離除去反應(yīng)生成的水”該操作的目的是使用分水器分離出水，使平衡正向移動(dòng)，提高反應(yīng)產(chǎn)率。

（4）步驟②中用10%Na₂CO₃溶液洗滌有機(jī)層，目的是除去產(chǎn)品中含有的乙酸等雜質(zhì)。

（5）AC都是分液漏斗，A主要組裝制氣體的裝置，進(jìn)行分液操作時(shí)，使用的漏斗是C。

（6）步驟③在進(jìn)行蒸餾操作時(shí)，若從118℃開(kāi)始收集餾分，由于會(huì)收集到少量未反應(yīng)的冰醋酸和正丁醇似的產(chǎn)率偏高。

（7）18.5 mL正丁醇的質(zhì)量是18.5 mL×0.8g/mL=14.8g，13.4 mL冰醋酸的質(zhì)量是13.4 mL×1.045g/mL=14g，設(shè)理論上得到乙酸正丁酯的質(zhì)量是x,

CH₃COOH+CH₃CH₂CH₂CH₂OHCH₃COOCH₂CH₂CH₂CH₃+H₂O。

60g               74g                   116g

14g               14.8g                   x

CH₃COOH過(guò)量，所以x=116g×14.8g÷74g=23.2g

生成乙酸正丁酯的產(chǎn)率是：15.1g÷23.2g×100%=65.1%

【思路點(diǎn)撥】本題考查了有機(jī)物的制備、分離、除雜，產(chǎn)率計(jì)算，難度不大。