Question

16．下面是甲、乙、丙三位同學(xué)制取乙酸乙酯的過程，請(qǐng)你參與完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)問題討論．
【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹恐迫∫宜嵋阴?br />【實(shí)驗(yàn)原理】甲、乙、丙三位同學(xué)均采取乙醇、乙酸與濃硫酸混合共熱的方法制取乙酸乙酯．
【裝置設(shè)計(jì)】甲、乙、丙三位同學(xué)分別設(shè)計(jì)了下列三套實(shí)驗(yàn)裝置：

根據(jù)分析回答：
（1）三位同學(xué)設(shè)計(jì)的裝置中最不合理的是甲（選填“甲”或“乙”或“丙”），原因是容易引起倒吸．
【實(shí)驗(yàn)步驟】
a．按所選擇的裝置組裝儀器，在試管①中先加入3mL乙醇，并在搖動(dòng)下緩緩加入2mL濃硫酸充分搖勻，冷卻后再加入2mL冰醋酸；
b．將試管固定在鐵架臺(tái)上；
c．在試管②中加入適量的飽和Na₂CO₃溶液；
d．用酒精燈對(duì)試管①加熱；
e．當(dāng)觀察到試管②中有明顯現(xiàn)象時(shí)停止實(shí)驗(yàn)．
（2）試管①中加入濃硫酸的作用是催化劑、吸水劑
（3）該實(shí)驗(yàn)中長導(dǎo)管的作用是導(dǎo)氣冷凝．
（4）試管②中飽和Na₂CO₃溶液的作用是吸收乙醇；除去乙酸；降低乙酸乙酯的溶解度，使其分層析出；可否用NaOH溶液代替Na₂CO₃溶液？否（填“是”或“否”），理由是NaOH能使酯水解．
（5）試管②中觀察到的現(xiàn)象是液體分層；從試管②中分離出乙酸乙酯的實(shí)驗(yàn)操作名稱是分液．
（6）分別寫出試管①和②中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式
①CH₃COOH+C₂H₅OH CH₃COOC₂H₅+H₂O；
②2CH₃COOH+Na₂CO₃═2CH₃COONa+H₂O+CO₂↑．

Answer 1

分析 【裝置設(shè)計(jì)】（1）產(chǎn)品中含有乙酸和乙醇，二者易溶于水，易倒吸，三位同學(xué)設(shè)計(jì)的裝置中最不合理的是甲，導(dǎo)管插入液面下容易引起倒吸；
【實(shí)驗(yàn)步驟】（2）濃硫酸有吸水性且做催化劑加快反應(yīng)速率；
（3）長導(dǎo)管起導(dǎo)氣，冷凝蒸氣的作用；
（4）乙酸乙酯不溶于飽和碳酸鈉溶液，飽和碳酸鈉溶液與乙酸反應(yīng)除去乙酸、溶解乙醇，同時(shí)降低乙酸乙酯的溶解度，便于分層，NaOH能使酯水解；
（5）乙酸乙酯難溶于飽和碳酸鈉溶液，所以試管②中液體分層；因?yàn)橐宜嵋阴ルy溶于飽和碳酸鈉溶液，分離互不相溶液體的方法是分液；
（6）①乙酸和乙醇在濃硫酸作用下發(fā)生酯化反應(yīng)，生成乙酸乙酯和水；
②碳酸鈉跟乙酸反應(yīng)生成乙酸鈉、水和二氧化碳．

解答 解：【裝置設(shè)計(jì)】（1）實(shí)驗(yàn)室制取乙酸乙酯的反應(yīng)物是乙酸和乙醇，乙酸和乙醇易揮發(fā)，乙酸和乙醇易溶于水，易倒吸，裝置中乙導(dǎo)管不插入液面下是為了防止倒吸，丙裝置球形干燥管導(dǎo)氣的同時(shí)也起到防倒吸作用，甲裝置導(dǎo)管插入液面下容易引起倒吸，最不合理，
故答案為：甲；容易引起倒吸；
【實(shí)驗(yàn)步驟】（2）制取乙酸乙酯的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，產(chǎn)物有水生成，濃硫酸有吸水性，促進(jìn)該反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動(dòng)，濃硫酸能加快反應(yīng)速率，所以濃硫酸作催化劑和吸水劑，
故答案為：催化劑、吸水劑；     
（3）乙酸和乙醇易揮發(fā)，裝置中長導(dǎo)管的主要作用是：長導(dǎo)管起導(dǎo)氣，冷凝蒸氣的作用，
故答案為：導(dǎo)氣冷凝；
（4）制備乙酸乙酯時(shí)常用飽和碳酸鈉溶液，目的是中和揮發(fā)出來的乙酸，使之轉(zhuǎn)化為乙酸鈉溶于水中，便于聞乙酸乙酯的香味；溶解吸收揮發(fā)出來的乙醇；降低乙酸乙酯在水中的溶解度，便于分層得到酯，乙酸能與NaOH溶液反應(yīng)，但乙酸乙酯也能與NaOH溶液反應(yīng)，能使酯水解生成乙醇和乙酸鈉，不符合除雜原則，所以不能用NaOH溶液代替Na₂CO₃溶液，
故答案為：吸收乙醇；除去乙酸；降低乙酸乙酯的溶解度，使其分層析出．否，NaOH能使酯水解；       
（5）乙酸乙酯難溶于飽和碳酸鈉溶液，所以試管②中觀察到的現(xiàn)象是：液體分為兩層（上層為酯），因?yàn)橐宜嵋阴ルy溶于飽和碳酸鈉溶液，分離互不相溶液體的方法是分液，所以常用分液分離獲得實(shí)驗(yàn)中的乙酸乙酯，
故答案為：液體分層；分液；
（6）①酯化反應(yīng)的本質(zhì)為酸脫羥基，醇脫氫，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，該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，化學(xué)方程式為CH₃COOH+C₂H₅OH CH₃COOC₂H₅+H₂O，
故答案為：CH₃COOH+C₂H₅OH CH₃COOC₂H₅+H₂O；
②試管②中碳酸鈉和乙酸發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，反應(yīng)方程式為2CH₃COOH+Na₂CO₃═2CH₃COONa+H₂O+CO₂↑，
故答案為：2CH₃COOH+Na₂CO₃═2CH₃COONa+H₂O+CO₂↑．

點(diǎn)評(píng) 本題考查乙酸乙酯的制備、物質(zhì)的分離提純等，難度中等，注意基礎(chǔ)知識(shí)、工藝流程的理解掌握、知識(shí)的積累和實(shí)驗(yàn)基本操作的理解應(yīng)用．