【題目】乙酸乙酯是重要的有機合成中間體,廣泛應用于化學工業(yè)。某學生在實驗室利用圖的實驗裝置制備乙酸乙酯并研究其反應條件。

物質(zhì)

沸點/C

密度/gcm3

乙醇

78.0

0.79

乙酸

117.9

1.05

乙酸乙酯

77.5

0.90

異戊醇

131

0.8123

乙酸異戊酯

142

0.8670

實驗步驟如下:

配制反應混合液:2mL濃H2SO4、3mL乙醇、2mL乙酸

按圖連接實驗裝置并檢驗氣密性

分別在試管1、試管2中加入反應液

用酒精燈微熱3min,再加熱使之微微沸騰3min

分離提純乙酸乙酯

(1)在試管1中加入物質(zhì)分別是:______________(按著加入的先后順序?qū)懗雒Q),乙醇過量的目的是_______________;

(2)該反應的平衡常數(shù)表達式K=______________

(3)試管Ⅱ中所盛試劑為___________,欲將其物質(zhì)分離使用的儀器為___________,在充分振蕩的過程中,發(fā)生的反應________________;

(4)為證明濃硫酸在該反應中起到了催化劑和吸水劑的作用,某同學利用右圖所示裝置進行了以下四個實驗,實驗結束后充分振蕩試管Ⅱ再測有機層的厚度,實驗記錄如下:

實驗編號

試管Ⅰ中的試劑

測得有機層的厚度/cm

A

2mL乙醇、2mL乙酸、1mL 18mol/L濃硫酸

5.0

B

3mL乙醇、2mL乙酸

0.1

C

3mL乙醇、2mL乙酸、6mL 3mol/L硫酸

1.2

D

3mL乙醇、2mL乙酸、鹽酸

1.2

驗D的目的是與實驗C相對照,證明H對酯化反應具有催化作用。實驗D中應加入鹽酸的體積和濃度分別是_________mL和_________mol/L;

②分析實驗________(填實驗編號)的數(shù)據(jù),可以推測出濃硫酸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,但實驗發(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_______________

(5)若利用該裝置制備乙酸異戊酯,產(chǎn)物將主要在裝置中_______得到,那么產(chǎn)率會_____較高偏低;

【答案】(1)沸石、3mL乙醇、2mL濃H2SO4、2mL乙酸,提高乙酸的轉(zhuǎn)化率;(2) K=;(3)飽和碳酸鈉溶液,分液漏斗; 2CH3COOH+Na2CO3===2CH3COONa + CO2↑+H2O(4)① 6,6; A、C,濃H2SO4可以吸收酯化反應中生成的水,降低了生成物的濃度使平衡向生成乙酸乙酯的方向移動 大量乙酸、乙醇未經(jīng)反應就脫離反應體系;溫度過高發(fā)生其他反應(5)試管1,。

【解析】

試題分析:(1)根據(jù)裝置圖,需要沸石,防止暴沸,沸石是固體,因此先加沸石,乙醇的密度小于硫酸,因此再加乙醇,然后加濃硫酸,最后加乙酸,乙醇過量的原因:根據(jù)勒夏特列原理,增加反應物的濃度,平衡向正反應方向進行,提高產(chǎn)量,增加乙酸的轉(zhuǎn)化率;(2)化學平衡常數(shù):達到平衡,生成物濃度的冪之積和反應物濃度的冪之積的比值,K=;(3)試管II中盛放的試劑為飽和碳酸鈉溶液,碳酸鈉的作用是:降低乙酸乙酯在溶液的溶解度使之析出,出現(xiàn)分層,采用分液方法進行分離,用分液漏斗;乙酸的酸性強于碳酸,發(fā)生:2CH3COOH+Na2CO3===2CH3COONa + CO2↑+H2O;(4對照實驗其他條件相同,因此應加入6mL6mol·L1鹽酸;根據(jù)勒夏特列原理,要求其他條件不變,濃硫酸吸水性影響實驗,因此是A、C兩個實驗做對照實驗,濃H2SO4可以吸收酯化反應中生成的水,降低了生成物的濃度使平衡向生成乙酸乙酯的方向移動;乙醇和乙酸易揮發(fā),高溫下有大量的乙醇和乙酸揮發(fā),造成乙酸乙酯的產(chǎn)率降低;(5)乙酸異戊酯的沸點高,在加熱條件下,乙酸異戊酯不易揮發(fā),因此在試管1產(chǎn)生,產(chǎn)率會偏低,因為有大量的乙酸和異戊酯,因此產(chǎn)率會偏低。

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1m________,該融雪劑的化學式為________。

2Z、W元素的名稱為________、_______

3)下列說法正確的是________。

AXY2WZ2都為離子化合物

BXY2分子中僅含離子鍵,WZ2中僅含極性共價鍵

CH2ZHY的穩(wěn)定性強

DX的陽離子比Y的陰離子半徑大

4)下列化學用語表達正確的是________。

AXY2的電子式:

BWZ2的結構式:ZWZ

CY元素的單質(zhì)與H2Z水溶液反應的離子方程式為:Y2Z2=2YZ↓

D.用電子式表示XY2的形成過程為:

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(2)利用裝置C可以證明SO2具有漂白性,C中盛放的溶液是 ;若要證明其漂白作用是可逆的,還需要的操作是

(3)通過觀察D中現(xiàn)象,即可證明SO2具有氧化性,D中盛放的溶液可以是 ______ 。

a.NaCl溶液 b.酸性KMnO4 c.FeCl3 d.Na2S溶液

(4)研究小組發(fā)現(xiàn)B中有白色沉淀生成,若往B中加入過量稀鹽酸,沉淀不溶解。沉淀物的化學式是 。

(5)為進一步驗證B中產(chǎn)生沉淀的原因,研究小組進行如下兩次實驗:

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實驗ii:用如上圖2的F裝置代替上述實驗中的A裝置(其他裝置不變),連接后往裝置F中通入氣體X一段時間,再加入70%H2SO4溶液,結果B中沒有出現(xiàn)渾濁.

①“實驗i”中煮沸BaCl2溶液的目的是 ;

②氣體X可以是 (填序號)。

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③B中形成沉淀的原因是(用化學方程式表示): 。

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