Question

17．乙酸正丁酯是無色透明有愉快果香氣味的液體，可由乙酸和正丁醇制備．反應(yīng)的化學(xué)方程式如下：
CH₃COOH+CH₂CH₂CH₂CH₂OH$?_{△}^{濃硫酸}$CH₃COOCH₂CH₂CH₂CH₃+H₂O
發(fā)生的副反應(yīng)如下：2CH₃CH₂CH₂CH₂OH$?_{△}^{濃硫酸}$
CH₃CH₂CH₂CH₂OH$?_{△}^{濃硫酸}$
有關(guān)化合物的物理性質(zhì)見表：

化合物	密度（g•cm-3）	水溶性	沸點(diǎn)（℃）
冰乙酸	1.05	易溶	118.1
正丁醇	0.80	微溶	117.2
正丁醚	0.77	不溶	142.0
乙酸正丁酯	0.90	微溶	126.5

已知：乙酸正丁酯、正丁醇和水組成三元共沸物恒沸點(diǎn)為90.7℃．
合成：
方案甲：采用裝置甲（分水器預(yù)先加入水，使水面略低于分水器的支管口），在干燥的50mL圓底燒瓶中，加入13.8mL（0.150mol）正丁醇和7.2mL（0.125mol）冰醋酸，再加入3～4滴濃硫酸和2g沸石，搖勻．按下圖安裝好帶分水器的回流反應(yīng)裝置，通冷卻水，圓底燒瓶在電熱套上加熱煮沸．在反應(yīng)過程中，通過分水器下部的旋塞分出生成的水（注意保持分水器中水層液面仍保持原來高度，使油層盡量回到圓底燒瓶中）．反應(yīng)基本完成后，停止加熱．
方案乙：采用裝置乙，加料方式與方案甲相同．加熱回流，反應(yīng)60min后停止加熱．

提純：甲乙兩方案均采用蒸餾方法．操作如下：

請(qǐng)回答：
（1）方案甲中使用分水器不斷分離除去水的目的是有利于平衡向生成乙酸正丁酯的反應(yīng)方向移動(dòng)．
（2）儀器a的名稱接受器或牛角管，儀器b的名稱球形冷凝管．
（3）提純過程中，步驟②的目的是為了除去有機(jī)層中殘留的酸，步驟④加入少量無水MgSO₄的目的是干燥．
（4）下列有關(guān)洗滌過程中分液漏斗的使用正確的是AB．
A．分液漏斗使用前必須要檢漏，只要分液漏斗的玻璃塞和旋塞芯處不漏水即可使用
B．洗滌時(shí)振搖放氣操作應(yīng)如圖所示

C．放出下層液體時(shí)，不需將要玻璃塞打開或使塞上的凹槽對(duì)準(zhǔn)漏斗口上的小孔
D．洗滌完成后，先放出下層液體，然后繼續(xù)從下口放出有機(jī)層置于干燥的錐形瓶中
（5）按裝置丙蒸餾，最后圓底燒瓶中殘留的液體主要是正丁醚；若按圖丁放置溫度計(jì)，則收集到的產(chǎn)品餾分中還含有正丁醇．
（6）實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明方案甲的產(chǎn)率較高，原因是通過分水器及時(shí)分離出產(chǎn)物水，有利于酯化反應(yīng)的進(jìn)行，提高酯的產(chǎn)率．

Answer 1

分析 （1）減小生成物濃度平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；
（2）儀器a是接受氣或牛角管，儀器b是球形冷凝管；
（3）乙酸能和碳酸鈉反應(yīng)生成可溶性的乙酸鈉；硫酸鎂具有吸水性；
（4）分液漏斗的使用方法為：
A．分液漏斗使用前必須要檢漏，要分液漏斗的旋塞芯處和上口的活塞都不漏水才可使用；
B．洗滌時(shí)振搖放氣，應(yīng)打開分液漏斗的旋塞，此時(shí)分液漏斗下管口應(yīng)略高于口部；
C．放出下層液體時(shí)，需將玻璃塞打開或使塞上的凹槽對(duì)準(zhǔn)漏斗口上的小孔，使內(nèi)外壓強(qiáng)相等，便于液體流下；
D．洗滌完成后，先放出下層液體，然后從上口倒出有機(jī)層置于干燥的錐形瓶中；
（5）要蒸餾時(shí)，燒瓶最后留下的物質(zhì)為沸點(diǎn)最高的物質(zhì)，據(jù)此判斷；若按圖丁放置溫度計(jì)，水銀球的位置偏低，則收集到的產(chǎn)品餾分中還含有沸點(diǎn)較低的物質(zhì)，據(jù)此判斷；
（6）乙酸和正丁醇制備乙酸正丁酯是可逆反應(yīng)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置圖可知，該實(shí)驗(yàn)通過分水器及時(shí)分離出產(chǎn)物水，有利于酯化反應(yīng)的進(jìn)行，提高酯的產(chǎn)率．

解答 解：（1）減少生成物濃度，平衡正向移動(dòng)，所以將水蒸氣放出后水蒸氣在裝置中的濃度降低，平衡正向移動(dòng)，增大產(chǎn)率，
故答案為：有利于平衡向生成乙酸正丁酯的反應(yīng)方向移動(dòng)；
（2）a的名稱是接受器或牛角管，b的名稱是球形冷凝管，
故答案為：接受器（或牛角管）； （球形）冷凝管；
（3）得到的反應(yīng)液中含有未反應(yīng)的乙酸，乙酸能和碳酸鈉反應(yīng)生成可溶性的乙酸鈉，所以可以用飽和的碳酸鈉除去乙酸；硫酸鎂具有吸水性，能干燥產(chǎn)物，故答案為：為了除去有機(jī)層中殘留的酸；干燥；
（4）分液漏斗的使用方法為：
A．分液漏斗使用前必須要檢漏，要分液漏斗的旋塞芯處和上口的活塞都不漏水才可使用，故A正確；
B．洗滌時(shí)振搖放氣，應(yīng)打開分液漏斗的旋塞，此時(shí)分液漏斗下管口應(yīng)略高于口部，故B正確；
C．放出下層液體時(shí)，需將玻璃塞打開或使塞上的凹槽對(duì)準(zhǔn)漏斗口上的小孔，使內(nèi)外壓強(qiáng)相等，便于液體流下，故C錯(cuò)誤；
D．洗滌完成后，先放出下層液體，然后從上口倒出有機(jī)層置于干燥的錐形瓶中，故D錯(cuò)誤，
故答案為：AB；
（5）要蒸餾時(shí)，燒瓶最后留下的物質(zhì)為沸點(diǎn)最高的物質(zhì)，所以最后圓底燒瓶中殘留的液體主要是正丁醚；若按圖丁放置溫度計(jì)，水銀球的位置偏低，則收集到的產(chǎn)品餾分中還含有沸點(diǎn)較低的物質(zhì)，所以收集到的產(chǎn)品餾分中還含有正丁醇，
故答案為：正丁醚；正丁醇；
（6）乙酸和正丁醇制備乙酸正丁酯是可逆反應(yīng)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置圖可知，該實(shí)驗(yàn)通過分水器及時(shí)分離出產(chǎn)物水，有利于酯化反應(yīng)的進(jìn)行，提高酯的產(chǎn)率，
故答案為：通過分水器及時(shí)分離出產(chǎn)物水，有利于酯化反應(yīng)的進(jìn)行，提高酯的產(chǎn)率．

點(diǎn)評(píng) 本題考查制備實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)，涉及化學(xué)儀器名稱及使用、反應(yīng)原理、實(shí)驗(yàn)基本操作、實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)等知識(shí)點(diǎn)，明確實(shí)驗(yàn)原理、儀器名稱及其用途、實(shí)驗(yàn)基本操作規(guī)范性是解本題關(guān)鍵，側(cè)重考查學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作、分析評(píng)價(jià)能力，難點(diǎn)是（5）題中物質(zhì)成分判斷，注意結(jié)合表中數(shù)據(jù)分析解答．