Question

【題目】某課外小組設計的實驗室制取乙酸乙酯的裝置如圖1所示，A中放有濃硫酸，B中放有無水乙醇、無水醋酸鈉，D中放有飽和碳酸鈉溶液。

已知：①無水氯化鈣可與乙醇形成難溶于水的CaCl26C2H5OH。

②有關有機物的沸點：

試劑	乙醚	乙醇	乙酸	乙酸乙酯
沸點/℃	34.7	78.5	118	77.1

請回答：

（1）濃硫酸的作用是____；用同位素18O示蹤法確定反應產物水分子中氧原子的提供者，若用18O標記乙醇分子中的氧原子，請寫出該化學方程式：________。

（2）球形干燥管C的作用是_______。若反應前向D中加入幾滴酚酞，溶液呈紅色，反應結束后D中的現象是_______。

（3）采用分液法從D中分離出的乙酸乙酯中常含有一定量的乙醇、乙醚和水，然后加入無水氯化鈣，分離出________；再加入無水硫酸鈉除去水，然后進行________（填操作名稱），以得較純凈的乙酸乙酯。

（4）上述實驗中飽和碳酸鈉溶液的作用是______(填字母代號)。

A．反應掉乙酸和乙醇

B．反應掉乙酸并吸收部分乙醇

C．乙酸乙酯在飽和碳酸鈉溶液中的溶解度比在水中的更小，有利于分層析出

D．加速酯的生成，提高其產率

（5）另一化學課外小組對上述實驗進行了改進，設計了圖2所示的裝置，利用濃硫酸、乙醇、乙酸制取乙酸乙酯(鐵架臺、鐵夾、加熱裝置均已略去)與圖1所示裝置相比，此裝置的主要優(yōu)點有（寫出一條即可）________。

（6）該實驗中用30g乙酸與46g乙醇反應,如果實際得到的乙酸乙酯的質量是26.4g，則該實驗中乙酸乙酯的產率是______。(產率指的是某種生成物的實際產量與理論產量的比值。已知乙醇、乙酸、乙酸乙酯的相對分子質量分別為：46、60、88)

Answer 1

【答案】酸性（或制取乙酸）、催化劑、吸水劑 CH3COOH+CH3CH218OHCH3CO18OC2H5+H2O 防止倒吸 上層無色油體液體，下層溶液顏色變淺 乙醇 蒸餾 BC 增加了溫度計，有利于控制發(fā)生裝置中反應液的溫度（或增加了冷凝裝置，有利于收集產物乙酸乙酯） 60%

【解析】

(1)乙酸與乙醇的酯化反應需要催化劑，結合濃硫酸的性質分析解答；羧酸與醇發(fā)生的酯化反應中，羧酸中的羧基提供-OH，醇中的-OH提供-H，據此書寫反應的方程式；

(2)反應過程中裝置內的氣體壓強不穩(wěn)定；根據乙酸乙酯在水中溶解度較小，且碳酸鈉與乙酸反應分析解答；

(3)根據無水氯化鈣可與乙醇形成難溶于水的CaCl26C2H5OH分析氯化鈣的作用；最后得到乙酸乙酯和乙醚的混合物，根據二者的沸點不同分離；

(4)乙醇與乙酸都易揮發(fā)，制備的乙酸乙酯含有乙醇與乙酸，結合乙酸乙酯、乙酸、乙醇以及碳酸鈉的性質分析解答；

(5)與圖1所示裝置相比，圖2所示裝置的主要改進有：①增加了溫度計、②增加了分液漏斗、③增加了冷凝裝置，據此對比解答；

(6)首先計算乙醇、乙酸的物質的量，根據反應的方程式進行過量判斷，再計算理論生成乙酸乙酯的質量，最后計算產率。

(1)乙酸與乙醇需濃硫酸作催化劑，該反應為可逆反應，濃硫酸吸水利于平衡向生成乙酸乙酯方向移動，由于反應加入的是乙酸鈉，故濃硫酸還有制乙酸的作用，故濃硫酸的作用為：制乙酸、催化劑、吸水劑；羧酸與醇發(fā)生的酯化反應中，羧酸中的羧基提供-OH，醇中的-OH提供-H，相互結合生成水，其它基團相互結合生成酯，同時該反應可逆，反應的化學方程式為CH3COOH+CH3CH218OHCH3CO18OC2H5+H2O，故答案為：制乙酸、催化劑、吸水劑；CH3COOH+CH3CH218OH CH3CO18OC2H5+H2O；

(2)反應過程中裝置內的氣體壓強不穩(wěn)定，球形干燥管C可以防止倒吸；碳酸鈉水解呈堿性，所以酚酞變紅；乙酸乙酯不溶于飽和碳酸鈉溶液，密度比水小，溶液分層，上層無色油體液體，乙酸和碳酸鈉反應而使溶液紅色變淺，故答案為：防止倒吸；溶液分層，上層無色油體液體，下層溶液顏色變淺；

(3)無水氯化鈣可與乙醇形成難溶于水的CaCl26C2H5OH，用無水氯化鈣可以除去少量的乙醇，用無水硫酸鈉除去少量的水，無水硫酸鈉吸水形成硫酸鈉結晶水合物，得到乙酸乙酯和乙醚的混合物，根據二者的沸點不同分離，常用蒸餾，以得較純凈的乙酸乙酯，故答案為：乙醇；蒸餾；

(4)乙醇與乙酸都易揮發(fā)，制備的乙酸乙酯含有乙醇與乙酸，通常用飽和碳酸鈉溶液吸收乙酸乙酯，反應掉揮發(fā)出來的乙酸，使之轉化為乙酸鈉溶于水中，溶解揮發(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，故選BC；

(5)與圖1所示裝置相比，圖2所示裝置的主要優(yōu)點有：①增加了溫度計，有利于控制發(fā)生裝置中反應液的溫度；②增加了冷凝裝置，有利于收集產物乙酸乙酯，故答案為：增加了溫度計，有利于控制發(fā)生裝置中反應液的溫度(或增加了冷凝裝置，有利于收集產物乙酸乙酯)；

(6)30g乙酸的物質的量為：═0.5mol，46g乙醇的物質的量為：═1mol，根據方程式：CH3CH218OH+CH3COOH CH3CO18OC2H5+H2O，乙酸不足，應按乙酸完全反應來計算，理論上產生乙酸乙酯的量為0.5mol，質量為0.5mol×88g/mol=44g，實際得到的乙酸乙酯的質量是26.4g，乙酸乙酯的產率=×100%=60%，故答案為：60%。