Question

6．三乙酸甘油酯是一種優(yōu)良的溶劑、定香劑和增塑劑．實(shí)驗(yàn)室制備三乙酸甘油酯的反應(yīng)原理、實(shí)驗(yàn)裝置及相關(guān)數(shù)據(jù)如下：3CH₃COOH+$?_{△}^{濃H_{2}SO_{4}}$+3H₂O

物質(zhì)	相對(duì) 分子質(zhì)量	密度/g•cm-3	沸點(diǎn)/℃	水中 溶解性
甘油	92	1.2636	290 （分解）	溶
乙酸	60	1.0492	118	溶
三乙酸甘油酯	218	1.1596	258	不溶

實(shí)驗(yàn)步驟：
步驟1．在500mL反應(yīng)器中加入200g冰醋酸，92g甘油和100mL苯，開動(dòng)攪拌器，慢慢從插溫度計(jì)口加入3mL濃硫酸后，緩緩加熱并回流1h，停止加熱．
步驟2．用5%碳酸鈉溶液洗滌，再用水洗滌，最后加入無水氯化鈣．
步驟3．先進(jìn)行常壓蒸餾收集75～85℃餾分．
步驟4．將常壓餾分再進(jìn)行減壓蒸餾，收集128～131℃/933Pa餾分，最終得產(chǎn)品176g．
（1）步驟1先開攪拌器后加濃硫酸的目的是防止局部濃硫酸濃度過大，造成有機(jī)物脫水炭化；冰醋酸過量的目的是有利于向酯化方向移動(dòng)，提高甘油的轉(zhuǎn)化率
（2）用5%碳酸鈉溶液洗滌的主要目的是除去產(chǎn)品的硫酸、乙酸；加無水氯化鈣的目的是除去有機(jī)物中的水份
（3）最后用減壓蒸餾而不用常壓蒸餾其原因是防止常壓蒸餾溫度過高導(dǎo)致產(chǎn)品分解
（4）本次實(shí)驗(yàn)產(chǎn)率為80.7%．

Answer 1

分析 本題以酯化反應(yīng)的原理為載體，利用乙酸和甘油酯化得到三乙酸甘油酯的實(shí)驗(yàn)流程，主要考查的是結(jié)合濃硫酸的性質(zhì)配制反應(yīng)混合液，根據(jù)平衡理論通過增加冰醋酸的量提高甘油的利用率，反應(yīng)后的混合物用飽和碳酸鈉溶液洗滌除去催化作用的硫酸溶液和過量醋酸溶液，有氯化鈣吸水干燥粗產(chǎn)品，最后采用減壓蒸餾的方法得到產(chǎn)品，利用原子守恒可計(jì)算產(chǎn)率，據(jù)此解答；
（1）因濃硫酸有脫水性，攪拌可稀釋均勻，避免產(chǎn)生炭化現(xiàn)象，利用平衡的理論，增大一種反應(yīng)物的量可提高另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率；
（2）反應(yīng)后的混合液中存在催化作用的硫酸和過量的醋酸，可以用飽和碳酸鈉溶液中和，氯化鈣有吸水性，加入可除去混有的水；
（3）三乙酸甘油酯在高溫下可能會(huì)分解，因此蒸餾時(shí)不能常壓高溫蒸餾；
（4）92g甘油的物質(zhì)的量為$\frac{92g}{92g/mol}$=1mol，理論制得的三乙酸甘油酯也是1mol，可結(jié)合其質(zhì)量計(jì)算產(chǎn)率．

解答 解：（1）濃硫酸有強(qiáng)氧化性，先開攪拌器后加濃硫酸可防止局部濃硫酸濃度過大，造成有機(jī)物脫水炭化；酯化反應(yīng)可逆反應(yīng)，增大乙酸的量，有利于向酯化方向移動(dòng)，提高甘油的轉(zhuǎn)化率，
故答案為：防止局部濃硫酸濃度過大，造成有機(jī)物脫水炭化；有利于向酯化方向移動(dòng)，提高甘油的轉(zhuǎn)化率；
（2）用5%碳酸鈉溶液洗滌催化作用的硫酸和過量的乙酸，利用氯化鈣的吸水性除去有機(jī)物中的水份，故答案為：除去產(chǎn)品的硫酸、乙酸； 除去有機(jī)物中的水份；
（3）為避免三乙酸甘油酯在高溫下的分解，采用減壓蒸餾，故答案為：防止常壓蒸餾溫度過高導(dǎo)致產(chǎn)品分解；
（4）1mol的甘油理論制得1mol的三乙酸甘油酯，質(zhì)量為1mol×218g/mol=218g，產(chǎn)率為$\frac{176g}{218g}×100%$=80.7%，故答案為：80.7%．

點(diǎn)評(píng) 本題參照教材酯化反應(yīng)的原理合成三乙酸甘油酯并涉及混合物的分離提純，基礎(chǔ)考查，難度不大，建議學(xué)生重視雙基復(fù)習(xí)．