Question

【題目】實驗室用乙酸和正丁醇制備乙酸正丁酯．有關物質的相關數據如下表：

化合物	相對分 子質量	密度 /（gcm﹣3）	沸點/℃	溶解度 /（g/100g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圓底燒瓶中，加入18.5mL正丁醇和13.4mL冰醋酸，3～4滴濃硫酸，投入沸石．安裝分水器（作用：實驗過程中不斷分離除去反應生成的水）及回流冷凝管．
②將分水器分出的酯層和反應液一起倒入分液漏斗中，水洗，10% Na2CO3洗滌，再水洗，最后轉移至錐形瓶，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15.1g乙酸正丁酯．
請回答有關問題：

（1）冷水應該從冷凝管（填“a”或“b”）端管口通入．
（2）進行分液操作時，使用的漏斗是（填選項）．

（3）儀器A中乙酸和正丁醇制備乙酸正丁酯的化學方程為 ．
（4）步驟①“不斷分離除去反應生成的水”的目的是 ．
（5）步驟②中用10% Na2CO3溶液洗滌有機層，該步操作的目的是
（6）乙酸正丁酯的產率為 ．

Answer 1

【答案】
（1）a
（2）C
（3）CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OH CH3COOCH2CH2CH2CH3+H2O
（4）使用分水器分離出水，使平衡正向移動，提高反應產率
（5）除去產品中含有的乙酸等雜質
（6）65%
【解析】解：（1）冷凝作用的儀器是冷凝管，為達到最佳冷凝效果冷凝水流向與氣流方向相反，所以水從下口進上口出；
所以答案是：a；（2）分液操作時，使用的漏斗是分液漏斗，分液漏斗中下層液體從下口放出，上層液體從上口倒出，以免兩種液體相互污染，A為球形分液漏斗，用于向反應容器中加液體，不能用于分液操作，故A不選；
B為漏斗，過濾、向酒精度中加入酒精用，不能用于分液操作，故B不選；
C為梨形分液漏斗，為分液操作專用儀器，故C選；
D為長頸漏斗，向反應容器中加入液體，不能用于分液操作，故D不選；
所以答案是：C；（3）乙酸與正丁醇在濃硫酸做催化劑、吸水劑作用下發生酯化反應生成乙酸正丁酯，反應的方程式：CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OH CH3COOCH2CH2CH2CH3+H2O，
所以答案是：CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OH CH3COOCH2CH2CH2CH3+H2O（4）減少生成物的濃度，平衡向正反應方向移動，使用分水器分離出水，有利于平衡向正反應方向移動，提高反應產率，
所以答案是：使用分水器分離出水，使平衡正向移動，提高反應產率；（5）制備乙酸丁酯時常用飽和碳酸鈉溶液，目的是中和揮發出來的乙酸，使之轉化為乙酸鈉溶于水中，便于聞乙酸丁酯的香味，溶解揮發出來的乙醇；降低乙酸丁酯在水中的溶解度，便于分層得到酯，
所以答案是：除去產品中含有的乙酸等雜質；（6）正丁醇的質量=0.8 g/mL×18.5mL=14.8g；冰醋酸的質量=1.045g/mL×13.4mL=14.003g；
理論上14.8g正丁醇完全反應生成酯的質量為xg，需乙酸的質量是yg．
乙酸和正丁醇的反應方程式為

CH3COOH	+	CH3CH2CH2CH2OH		CH3COOCH2CH2CH2CH3	+	H2O
60g		74 g		116g		18g
yg		14.8g		xg

所以x=23.2 y=12g＜14.003g 所以乙酸過量，乙酸正丁酯的產率= ×100%≈65%．
所以答案是：65%．