Question

20．已知乙酸和乙醇在濃硫酸催化下會(huì)發(fā)生下列反應(yīng)：
CH₃CH₂OH+CH₃COOH$?_{120℃}^{濃硫酸}$ CH₃COOCH₂CH₃+H₂O
CH₃CH₂OH+CH₃CH₂OH$→_{140℃}^{濃硫酸}$CH₃CH₂OCH₂CH₃+H₂O
CH₃CH₂OH$→_{170℃}^{濃硫酸}$CH₂═CH₂↑+H₂O
沸點(diǎn)：乙醇78.5℃、乙酸117.9℃、乙酸乙酯77.1℃
某同學(xué)為了在實(shí)驗(yàn)室制備乙酸乙酯，設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置（部分類(lèi)持儀器省略）．實(shí)驗(yàn)步驟：
①在干燥的100mL三頸燒瓶中加入8mL 95%的乙醇，在冷水冷卻下，邊搖邊慢慢加入8mL濃硫酸，加入碎瓷片；在滴液漏斗中加入8mL 95%的乙醇和8mL乙酸，搖勻．按圖組裝儀器．滴液漏斗的末端和溫度計(jì)的水銀球必須浸到液面以下距瓶底0.5cm～1cm處．
②用電熱套加熱燒瓶，當(dāng)溫度計(jì)讀數(shù)上升到110℃時(shí)，從滴液漏斗中滴加乙醇和乙酸混合液（速度為每分鐘30滴為宜），并維持適宜的反應(yīng)溫度．滴加完畢，繼續(xù)加熱數(shù)分鐘，直到反應(yīng)液溫度升到130℃，不再有餾出液為止．
③洗滌粗產(chǎn)物．
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）碎瓷片的作用是防止液體暴沸．冷凝管的作用是冷凝收集乙酸乙酯，水要從A（填“A”或“B”）口進(jìn)入．餾出液的成分有乙酸乙酯、乙酸、乙醇．
（2）整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程要嚴(yán)格控制溫度在120℃左右，否則會(huì)發(fā)生副反應(yīng)，使制得的乙酸乙酯不純（或含有乙醚）．
（3）洗滌粗產(chǎn)物的方法是：向粗產(chǎn)物中慢慢加入飽和碳酸鈉溶液，然后用分液法分離．下列有關(guān)分液操作的敘述正確的是d（填字母序號(hào)）．
a．應(yīng)選用球形分液漏斗進(jìn)行分液，使用前要檢查是否漏水
b．將混合液倒入分液漏斗，塞緊玻璃塞，上下振蕩
c．混合液搖勻后，立即將分液漏斗放在鐵圈上靜置，分層
d．打開(kāi)分液漏斗的玻璃塞，再打開(kāi)旋塞，使下層液體從分液漏斗下端放出，待下層液體完全流出后關(guān)閉旋塞，把上層液體從分液漏斗上口倒出
（4）為了得到更純的產(chǎn)物，需向（3）中得到的酯中加入無(wú)水硫酸鎂進(jìn)行干燥，然后通過(guò)蒸餾法分離．
下列區(qū)分乙酸乙酯精品和粗品的方法，不合理的是ad．
a．用溴水檢驗(yàn)         b．用金屬鈉檢驗(yàn)
c．測(cè)定沸點(diǎn)           d．用新制Cu（OH）₂懸濁液檢驗(yàn)
（5）本實(shí)驗(yàn)如何創(chuàng)造條件使酯化反應(yīng)盡量向生成物方向進(jìn)行？（至少提出兩點(diǎn)）
①加入過(guò)量的乙醇
②將乙酸乙酯從反應(yīng)液中不斷蒸出，使平衡向乙酸乙酯產(chǎn)生的方向移動(dòng)．

Answer 1

分析 （1）沸點(diǎn)低的液體加熱要加碎瓷片，防止暴沸；采用冷凝管的作用是將揮發(fā)出的蒸氣冷凝使其流到錐形瓶中，冷凝管的水流方向應(yīng)為逆流效果好，所以應(yīng)從A進(jìn)B出，制備乙酸乙酯，餾出液的成分有乙酸乙酯、乙酸、乙醇；
（2）乙酸與乙醇在濃硫酸作用下加熱發(fā)生酯化反應(yīng)，反應(yīng)溫度為120℃，若控制不好反應(yīng)溫度，會(huì)發(fā)生副反應(yīng)，使制得的乙酸乙酯不純（或含有乙醚）；
（3）制備乙酸乙酯時(shí)常用飽和碳酸鈉溶液吸收乙酸乙酯，目的是除去乙醇和乙酸、降低乙酸乙酯的溶解度，便于分層；打開(kāi)分液漏斗上口活塞使漏斗內(nèi)外空氣相通，先流出下層液體，后倒出上層液體；
（4）酯中含有水，可用無(wú)水的硫酸鎂進(jìn)行干燥，酯中可溶性的有機(jī)物，可利用沸點(diǎn)不同進(jìn)行蒸餾分離，乙酸乙酯精品和粗品不同為粗品中含有乙酸、乙醇等雜質(zhì)；
（5）制備乙酸乙酯的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，根據(jù)平衡移動(dòng)原理解答，改變影響平衡的一個(gè)條件（如濃度、壓強(qiáng)或溫度等），平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)，使酯化反應(yīng)盡量向生成物方向進(jìn)行，可增大反應(yīng)物的濃度，或減少生成物的濃度．

解答 解：（1）液體乙酸乙醇沸點(diǎn)低，加入沸石（碎瓷片），可以通過(guò)沸石（碎瓷片）孔隙凝聚蒸汽，使成為氣泡浮出，防止暴沸，制備乙酸乙酯，采用冷凝管的作用是將揮發(fā)出的生成物乙酸乙酯蒸氣冷凝使其流到錐形瓶中，冷凝管的水流方向應(yīng)為逆流效果好，從A進(jìn)B出，能克服水的重力充滿冷凝管，使冷凝效果更好，制備乙酸乙酯，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，CH₃COOH+C₂H₅OHCH₃COOC₂H₅+H₂O，該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，所以餾出液的成分有乙酸乙酯、乙酸、乙醇，

故答案為：防止液體暴沸； 冷凝收集乙酸乙酯；A；乙酸乙酯、乙酸、乙醇；
（2）乙酸與乙醇在濃硫酸作用下加熱發(fā)生酯化反應(yīng)，CH₃CH₂OH+CH₃COOH$?_{120℃}^{濃硫酸}$ CH₃COOCH₂CH₃+H₂O，反應(yīng)需嚴(yán)格控制溫度在為120℃，若控制不好反應(yīng)溫度，會(huì)發(fā)生副反應(yīng)CH₃CH₂OH+CH₃CH₂OH$→_{140℃}^{濃硫酸}$CH₃CH₂OCH₂CH₃+H₂O，使制得的乙酸乙酯不純（或含有乙醚），
故答案為：120；發(fā)生副反應(yīng)，使制得的乙酸乙酯不純（或含有乙醚）；
（3）乙酸乙酯不溶于飽和碳酸鈉溶液，乙酸可與碳酸鈉反應(yīng)，用飽和碳酸鈉溶液吸收乙酸乙酯，除去乙醇和乙酸、降低乙酸乙酯的溶解度，便于分層，乙酸乙酯不溶于水溶液，所以分離的方法為分液，打開(kāi)分液漏斗上口活塞使漏斗內(nèi)外空氣相通，保證液體順利流出，乙酸乙酯密度小于水，所以先使下層液體從分液漏斗下端放出，待下層液體完全流出后關(guān)閉旋塞，把上層液體從分液漏斗上口倒出，d符合，
故答案為：飽和碳酸鈉；d；
（4）提純產(chǎn)物，（3）中得到的酯中含有水，用無(wú)水的硫酸鎂進(jìn)行干燥，酯中可溶性的有機(jī)物，可利用乙酸乙酯77.1℃進(jìn)行蒸餾分離，乙酸乙酯精品和粗品不同為粗品中含有乙酸、乙醇等雜質(zhì)，都能與金屬鈉反應(yīng)，可用金屬鈉檢驗(yàn)，乙酸乙酯精品為純凈物，有固定溶沸點(diǎn)，可測(cè)其沸點(diǎn)確定，新制Cu（OH）₂懸濁液與以及溴水與乙酸、乙醇等雜質(zhì)不反應(yīng)，不能用于檢驗(yàn)，
故答案為：蒸餾；ad；
（5）制備乙酸乙酯的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，增大某一反應(yīng)的濃度，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，所以加入過(guò)量的乙醇，可使酯化反應(yīng)向生成物方向進(jìn)行，分離出生成物，生成物的濃度減小，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，
故答案為：加入過(guò)量的乙醇；將乙酸乙酯從反應(yīng)液中不斷蒸出，使平衡向乙酸乙酯產(chǎn)生的方向移動(dòng)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查乙酸乙酯的制備、物質(zhì)的分離提純等，把握有機(jī)物的性質(zhì)、制備實(shí)驗(yàn)中儀器的作用、混合物分離提純等為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ木C合考查，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，題目難度中等．