Question

（14分）乙酸乙酯是重要的有機(jī)合成中間體，廣泛應(yīng)用于化學(xué)工業(yè)．實(shí)驗(yàn)室利用下圖A裝置制備乙酸乙酯．

（1）若實(shí)驗(yàn)中用乙酸和含¹⁸O的乙醇作用，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是：      
與教材采用的實(shí)驗(yàn)裝置不同，此裝置中采用了球形干燥管，其作用是       ．
（2）為了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)利用上圖所示裝置進(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Ⅱ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Ⅰ中試劑	試管Ⅱ中試劑	有機(jī)層的厚度/cm
A	2mL乙醇、1mL乙酸、 1mL18mol?L-1 濃硫酸	飽和Na2CO3溶液	3.0
B	2mL乙醇、1mL乙酸		0.1
C	2mL乙醇、1mL乙酸、 3mL 2mol?L-1H2SO4		0.6
D	2mL乙醇、1mL乙酸、鹽酸		0.6

①實(shí)驗(yàn)D的目的是與實(shí)驗(yàn)C相對(duì)照，證明H⁺對(duì)酯化反應(yīng)具有催化作用．實(shí)驗(yàn)D中應(yīng)加入鹽酸的體積和濃度分別是    mL和     mol?L^-1．
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．
（3）若現(xiàn)有乙酸90g，乙醇138g發(fā)生酯化反應(yīng)得到88g乙酸乙酯，試計(jì)算該反應(yīng)的產(chǎn)率為         ．
（4）現(xiàn)擬分離含乙酸、乙醇和水的乙酸乙酯粗產(chǎn)品，如圖是分離操作步驟流程圖．圖中（ ）內(nèi)為適當(dāng)?shù)脑噭�，�?】?jī)?nèi)為適當(dāng)?shù)姆蛛x方法．

①試劑a是         ；分離方法②是         ，分離方法③是      ．分離方法①是分液，在具體操作中應(yīng)充分振蕩，然后靜置，待分層后       （填標(biāo)號(hào)），
A．直接將乙酸乙酯從分液漏斗上口倒出  
B．直接將乙酸乙酯從分液漏斗下口放出
C．先將水層從分液漏斗的下口放出，再將乙酸乙酯從下口放出
D．先將水層從分液漏斗的下口放出，再將乙酸乙酯從上口放出
②在得到的A中加入無水碳酸鈉粉末，振蕩，目的是                    ．
（5）為充分利用反應(yīng)物，甲、乙兩位同學(xué)分別設(shè)計(jì)了上面圖中甲、乙兩個(gè)裝置（乙同學(xué)待反應(yīng)完畢冷卻后，再用飽和碳酸鈉溶液提取燒瓶中的產(chǎn)物）．你認(rèn)為最合理的是         

Answer 1

（1）CH₃COOH+CH₃CH₂¹⁸OHCH₃CO¹⁸OC₂H₅+H₂O
冷凝和防止倒吸；（2）① 3； 4 ；② AC ；  
（3） 66.7% ；（4） ①飽和Na₂CO₃溶液；蒸餾； 蒸餾；D；②除去乙酸乙酯中混有的少量水（或干燥）；（5）乙。

解析試題分析：（1）若實(shí)驗(yàn)中用乙酸和含¹⁸O的乙醇作用，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是：CH₃COOH+ CH₃CH₂¹⁸OH CH₃CO¹⁸OC₂H₅+H₂O；與教材采用的實(shí)驗(yàn)裝置不同，此裝置中采用了球形干燥管，其作用是冷凝和防止倒吸；（2）①實(shí)驗(yàn)D的目的是與實(shí)驗(yàn)C相對(duì)照，證明H⁺對(duì)酯化反應(yīng)具有催化作用．由于在實(shí)驗(yàn)C中使用的硫酸是3mL 2mol?L^-1，為了使條件與C相同，所以在實(shí)驗(yàn)D中應(yīng)加入一元強(qiáng)酸鹽酸的體積和濃度分別是3mL和4mol?L^-1。②分析實(shí)驗(yàn)A、C 可知：其它條件相同只有硫酸的濃度不同，結(jié)構(gòu)使用濃硫酸反應(yīng)產(chǎn)生的酯多，說明濃H₂SO₄的吸水性提高了乙酸乙酯的產(chǎn)率；（3）n(乙酸)=90g÷60g/mol=1.5mol，n(乙醇)=138g÷46g/mol=3mol,由于乙醇過量，所以應(yīng)該按照乙酸來計(jì)算得到的酯的質(zhì)量。n(乙酸乙酯)=88g÷88g/mol=1mol，則該反應(yīng)的產(chǎn)率為_1mol÷1.5mol)×100%=66.7%。（4）①試劑a是飽和Na₂CO₃溶液，通過分液分離得到：A是乙酸乙酯；B是含有乙醇、乙酸鈉、碳酸鈉的溶液；向乙酸乙酯中加入碳酸鈉固體除去其中少量的水，然后過濾得到純凈的乙酸乙酯；將B蒸餾可以得到E:乙醇;溶液是乙酸鈉、碳酸鈉的溶液；向其中加入濃硫酸，得到乙酸、硫酸鈉的混合物，利用二者沸點(diǎn)的不同，通過蒸餾就可以得到乙酸。分離方法①是分液，在具體操作中應(yīng)充分振蕩，然后靜置，待分層后先將水層從分液漏斗的下口放出，再將乙酸乙酯從上口放出，故選項(xiàng)是D．②在得到的A中加入無水碳酸鈉粉末，振蕩，目的是除去乙酸乙酯中混有的少量水（或干燥）；（5）為充分利用反應(yīng)物，甲、乙兩位同學(xué)分別設(shè)計(jì)了上面圖中甲、乙兩個(gè)裝置（乙同學(xué)待反應(yīng)完畢冷卻后，再用飽和碳酸鈉溶液提取燒瓶中的產(chǎn)物）．由于甲中未發(fā)生反應(yīng)的乙酸乙醇都隨著產(chǎn)生的酯揮發(fā)出去，所以物質(zhì)的利用率降低，而乙都回流到反應(yīng)裝置，從而利用率大大提高，所以我認(rèn)為最合理的是乙。
考點(diǎn)：考查實(shí)驗(yàn)室制取乙酸乙酯的反應(yīng)原理、實(shí)驗(yàn)操作、混合物的分離、原料的利用率等知識(shí)。