Question

【題目】實驗室制乙酸乙酯得主要裝置如圖A所示，主要步驟①在a試管中按2∶3∶2的體積比配制濃硫酸、乙醇、乙酸的混合物；②按A圖連接裝置，使產生的蒸氣經導管通到b試管所盛的飽和碳酸鈉溶液(加入幾滴酚酞試液)中；③小火加熱a試管中的混合液；④等b試管中收集到約2 mL產物時停止加熱。撤下b試管并用力振蕩，然后靜置待其中液體分層；⑤分離出純凈的乙酸乙酯。

請回答下列問題：

(1) 步驟④中可觀察到b試管中有細小的氣泡冒出，寫出該反應的離子方程式：___。

(2) A裝置中使用球形管除起到冷凝作用外，另一重要作用是___，步驟⑤中分離乙酸乙酯必須使用的一種儀器是___。

(3) 為證明濃硫酸在該反應中起到了催化劑和吸水劑的作用，某同學利用如圖A所示裝置進行了以下4個實驗。實驗開始先用酒精燈微熱3min，再加熱使之微微沸騰3min。實驗結束后充分振蕩小試管b再測有機層的厚度，實驗記錄如下：

實驗 編號	試管a中試劑	試管b中試劑	測得有機層的厚度/cm
A	3 mL乙醇、2 mL乙酸、1mL 18mol·L-1濃硫酸	飽和Na2CO3溶液	5.0
B	3 mL乙醇、2 mL乙酸		0.1
C	3 mL乙醇、2 mL乙酸、6 mL 3mol·L-1H2SO4		1.2
D	3 mL乙醇、2 mL乙酸、鹽酸		1.2

①實驗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-1。

②分析實驗___(填實驗編號)的數據，可以推測出濃H2SO4的吸水性提高了乙酸乙酯的產率。濃硫酸的吸水性能夠提高乙酸乙酯產率的原因是___。

③加熱有利于提高乙酸乙酯的產率，但實驗發現溫度過高乙酸乙酯的產率反而降低，可能的原因是___。

④分離出乙酸乙酯層后，經過洗滌，為了干燥乙酸乙酯可選用的干燥劑為__ (填字母)。

A.P2O5B.無水Na2SO4C.堿石灰D.NaOH固體

Answer 1

【答案】 2CH3COOH+CO32-2CH3COO-+H2O+CO2↑ 防止倒吸 分液漏斗 6 6 AC 濃硫酸可以吸收酯化反應中生成的水，降低了生成物濃度使平衡向生成乙酸乙酯的方向移動 大量乙酸、乙醇未經反應就脫離反應體系(或溫度過高發生其他反應) B

【解析】(1)碳酸鈉與醋酸反應生成二氧化碳氣體。

(2)A裝置中使用球形管除起到冷凝作用外,球形結構可防止液體倒吸；步驟⑤中乙酸乙酯與碳酸鈉溶液分層,利用分液法分離。

(3)①對比實驗關鍵是要采用控制變量，即控制一個變量，其它條件不變。

②分析使用濃硫酸和稀硫酸的實驗,比較哪種條件下生成的乙酸乙酯多。

③乙酸、乙醇易揮發，溫度過高會發生其它反應，據此回答。

④根據乙酸乙酯能夠在酸性條件下、堿性條件下發生水解反應的性質進行分析。

(1)步驟④中可觀察到b試管中有細小的氣泡冒出，該反應的離子方程式為2CH3COOH+CO32-2CH3COO-+H2O+CO2↑；正確答案: 2CH3COOH+CO32-2CH3COO-+H2O+CO2↑。

(2)A裝置中使用球形管除起到冷凝作用外,另一重要作用是防止倒吸；步驟⑤中分離乙酸乙酯必須使用的一種儀器是分液漏斗；正確答案:防止倒吸；分液漏斗。

(3)①本題是研究實驗D與實驗C相對照,證明氫離子對酯化反應具有催化作用的條件,題中采用了一個變量,實驗C中3mol·L-1H2SO4,實驗D鹽酸,所以達到實驗目的,實驗D與實驗C中氫離子的濃度一樣,實驗C中3 mL乙醇、2 mL乙酸、6 mL 3mol·L-1H2SO4；實驗D中：3 mL乙醇、2 mL乙酸、鹽酸要保證溶液體積一致,才能保證乙醇、乙酸的濃度不變,鹽酸體積為6mL,實驗D與實驗C中H+的濃度一樣,所以鹽酸的濃度為6mol·L-1；正確答案：6，6。

②對照實驗A和C可以知道:試管Ⅰ中試劑實驗A中使用1mL 18mol·L-1濃硫酸，生成的乙酸乙酯比C中生成的乙酸乙酯大很多,說明濃硫酸的吸水性提高了乙酸乙酯的產率；正確答案:AC，濃硫酸可以吸收酯化反應中生成的水，降低了生成物濃度使平衡向生成乙酸乙酯的方向移動。

③乙酸、乙醇易揮發,溫度過高大量乙酸、乙醇未經反應就脫離反應體系,且溫度過高發生其他反應,導致產率降低；正確答案:大量乙酸、乙醇未經反應就脫離反應體系或溫度過高發生其它反應。

④P2O5遇水能生成磷酸，乙酸乙酯在酸性條件下會發生水解，不能用P2O5干燥乙酸乙酯，A錯誤；無水硫酸鈉吸水形成硫酸鈉結晶水合物，無水硫酸鈉和乙酸乙酯不反應，用無水硫酸鈉除去乙酸乙酯中少量的水，B正確；堿石灰屬于堿性干燥劑，乙酸乙酯在堿性條件下會發生水解，不能用堿石灰干燥乙酸乙酯，C錯誤；NaOH固體是強堿，乙酸乙酯在堿性條件下會發生水解，不能用NaOH固體干燥乙酸乙酯，D錯誤；正確選項B。