Question

（13分）實(shí)驗(yàn)室用乙酸和正丁醇制備乙酸正丁酯。有關(guān)物質(zhì)的相關(guān)數(shù)據(jù)如下表：

化合物	相對(duì)分子質(zhì)量	密度/g·cm-3	沸點(diǎn)，/℃	溶解度/l00g水
正丁醇	74	0.80	118.0	9
冰醋酸	60	1.045	118.1	互溶
乙酸正丁酯	116	0.882	126.1	0．7

操作如下：

①在50mL三頸燒瓶中，加入18.5 mL正丁醇和13.4 mL冰醋酸， 3～4滴濃硫酸，投入沸石。安裝分水器（作用：實(shí)驗(yàn)過程中不斷分離除去反應(yīng)生成的水）、溫度計(jì)及回流冷凝管。

②將分水器分出的酯層和反應(yīng)液一起倒入分液漏斗中，水洗， 10% Na2CO3洗滌，再水洗，最后轉(zhuǎn)移至錐形瓶，干燥。

③將干燥后的乙酸正丁酯濾入燒瓶中，常壓蒸餾，收集餾分，得15.1 g乙酸正丁酯。

請(qǐng)回答有關(guān)問題：

（1）冷水應(yīng)該從冷凝管 （填a或b）端管口通入。

（2）儀器A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為____ 。

（3）步驟①“不斷分離除去反應(yīng)生成的水”該操作的目的是： 。

（4）步驟②中用10%Na2CO3溶液洗滌有機(jī)層，該步操作的目的是 。

（5）進(jìn)行分液操作時(shí)，使用的漏斗是____ （填選項(xiàng)）。

（6）步驟③在進(jìn)行蒸餾操作時(shí)，若從118℃開始收集餾分，產(chǎn)率偏___ （填“高”或者“低”）原因是____

（7）該實(shí)驗(yàn)過程中，生成乙酸正丁酯的產(chǎn)率是 。

 

Answer 1

（1）a（1分）

（2）CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OHCH3COOCH2CH2CH2CH3+H2O（2分）

（3）使用分水器分離出水，使平衡正向移動(dòng)，提高反應(yīng)產(chǎn)率（2分）；

（4）除去產(chǎn)品中含有的乙酸等雜質(zhì)（2分）

（5）C（1分）

（6）高（1分）　會(huì)收集到少量未反應(yīng)的冰醋酸和正丁醇（2分）

（7）65% （2分）

【解析】

試題分析：（1）為了增強(qiáng)水的冷凝效果，冷水應(yīng)該從冷凝管從下口a端管口通入。（2）在儀器A中乙酸與正丁醇在濃硫酸作用下發(fā)生酯化反應(yīng)產(chǎn)生乙酸正丁酯和水，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OHCH3COOCH2CH2CH2CH3+H2O ；（3）步驟①“不斷分離除去反應(yīng)生成的水”是因?yàn)樵摲磻?yīng)是可逆反應(yīng)，減小生成物水的濃度，可以使該平衡正向移動(dòng)，提高反應(yīng)產(chǎn)率；（4）步驟②中得到的酯中含有未完全反應(yīng)的揮發(fā)出的乙酸，用10%Na2CO3溶液洗滌有機(jī)層，該步操作的目的就是除去產(chǎn)品中含有的乙酸等雜質(zhì)；（5）進(jìn)行分液操作時(shí)，使用的漏斗是分液漏斗AC.但是A的容積小，不利于物質(zhì)的充分分離，所以應(yīng)該選擇C；（6）由于正丁醇的沸點(diǎn)是118.0，乙酸的沸點(diǎn)是118.1,所以在步驟③在進(jìn)行蒸餾操作時(shí)，若從118℃開始收集餾分，正丁醇和乙酸也混在其中，使得收集的產(chǎn)物質(zhì)量偏多，所以產(chǎn)率偏高；（7）乙酸正丁酯的物質(zhì)的量是15.1 g÷116g/mol=0.13mol；n(乙酸)=(13.4 mL×1.045g/ml)÷60g/mol=0.23mol>n(正丁醇)=(0.80g/ml×18.5 mL)÷74g/mol=0.2mol,所以反應(yīng)產(chǎn)生的酯應(yīng)該按照醇來計(jì)算，該實(shí)驗(yàn)過程中，生成乙酸正丁酯的產(chǎn)率是(0.13mol÷0.20mol)×100%=65%。

考點(diǎn)：考查實(shí)驗(yàn)室制取酯的反應(yīng)原理、儀器的使用、操作、混合物的分離和物質(zhì)產(chǎn)率的計(jì)算的知識(shí)。