Question

已知下列數據：

某學生在實驗室制取乙酸乙酯的主要步驟如下：

①在30 mL的大試管A中按體積比1∶4∶4的比例配制濃硫酸、乙醇和乙酸的混合溶液．

②按如圖連接好裝置(裝置氣密性良好)，用小火均勻地加熱裝有混合溶液的大試管5－10 min．

③待試管B收集到一定量產物后停止加熱，撤出試管B并用力振蕩，然后靜置待分層．

④分離出乙酸乙酯層，洗滌、干燥．

請根據題目要求回答下列問題：

(1)配制該混合溶液的主要操作步驟為：________；寫出制取乙酸乙酯的化學方程式：________．

(2)上述實驗中飽和碳酸鈉溶液的作用是________(填字母)．

A．中和乙酸和乙醇

B．中和乙酸并吸收部分乙醇

C．乙酸乙酯在飽和碳酸鈉溶液中的溶解度比在水中更小，有利于分層析出

D．加速酯的生成，提高其產率

(3)步驟②中需要小火均勻加熱操作，其主要理由是________．

(4)指出步驟③所觀察到的現象：________；分離出乙酸乙酯層后，一般用飽和食鹽水和飽和氯化鈣溶液洗滌，可通過洗滌除去________(填名稱)雜質；為了干燥乙酸乙酯，可選用的干燥劑為________(填字母)．

A．P₂O₅

B．無水Na₂SO₄

C．堿石灰

D．NaOH固體

(5)某化學課外小組設計了如下圖所示的制取乙酸乙酯的裝置(圖中的鐵架臺、鐵夾、加熱裝置已略去)，與上圖裝置相比，下圖裝置的主要優點有：________．

Answer 1

答案：
解析：

答案：(1)在一個30 mL大試管中注入4 mL乙醇，再分別緩緩加入1 mL的濃硫酸，邊加邊振蕩試管，待冷卻至室溫時，再加入4 mL乙酸并搖勻 　　CH3COOH＋HOCH2CH3CH3COOC2H5＋H2O 　　(2)BC 　　(3)因為反應物乙醇、乙酸的沸點較低，若用大火加熱，反應物大量隨產物蒸發而損失原料，溫度過高可能發生其他副反應 　　(4)在淺紅色碳酸鈉溶液層上方有無色液體，聞到香味，振蕩后碳酸鈉溶液層紅色變淺　碳酸鈉、乙醇　B 　　(5)a．增加了溫度計，有利于控制發生裝置中反應液的溫度；b．增加了分液漏斗，有利于及時補充反應混合液以提高乙酸乙酯產量；c．增加了水冷凝裝置，有利于收集產物 　　解析：(1)配制乙醇、濃硫酸、乙酸混合液時，各試劑加入試管的順序依次為：CH3CH2OH濃H2SO4CH3COOH．將濃H2SO4加入乙醇中，邊加邊振蕩是為了防止混合時產生熱量導致液體飛濺造成事故；將乙醇與濃H2SO4的混合液冷卻后再與乙酸混合，是為了防止乙酸的揮發造成原料的損失．在加熱時試管中所盛溶液不能超過試管容積的1/3．因為試管容積為30 mL，那么所盛溶液不超過10 mL，按體積比1∶4∶4的比例配濃H2SO4、乙酸和乙醇的混合溶液，由此可知，對應的濃硫酸、乙酸和乙醇的體積為1 mL、4 mL、4 mL．既然在題中已經給定的是30 mL的大試管，那就不能用其他規格的試管，在答題時要特別注意．配制混合溶液的主要操作步驟可敘述為：在一支30 mL大試管(A)中注入4 mL乙醇，緩慢加入1 mL的濃硫酸，邊加邊振蕩試管，待冷卻至室溫時，再加入4 mL乙酸并搖勻．其反應的化學方程式為 　　CH3COOH＋HOCH2CH3CH3COOC2H5＋H2O 　　(2)飽和碳酸鈉溶液的作用主要有3個：①使混入乙酸乙酯中的乙酸與Na2CO3反應而除去，②使混入的乙醇溶解．③使乙酸乙酯的溶解度減小，減少其損耗及有利于它的分層和提純．故選B、C項． 　　(3)由題中給出的各物質的主要物理性質，根據各物質的沸點數據可知，乙酸(117.9℃)、乙醇(78.0℃)的沸點都比較低，且與乙酸乙酯的沸點(77.5℃)比較接近，若用大火加熱，反應物容易隨生成物(乙酸乙酯)一起蒸出來，導致原料的大量損失；另一個方面，溫度太高，可能發生其他副反應． 　　(4)在步驟③中的主要現象是：試管B中的液體分成上下兩層，上層油狀液體無色(可以聞到水果香味)，下層液體(淺)紅色，振蕩后下層液體的紅色變淺．分離出來的是粗產品乙酸乙酯層，乙酸乙酯粗產品的提純方法步驟為：①向粗產品中加入碳酸鈉粉末(目的是除去粗產品中的乙酸)．②向其中加入飽和食鹽水與飽和氯化鈣溶液，振蕩、靜置、分液(目的是除去粗產品中的乙醇)．③向其中加入無水硫酸鈉(目的是除去粗產品中的水)，④最后將經過上述處理后的液體放入另一干燥的蒸餾瓶內，再蒸餾，棄去低沸點餾分，收集溫度在76－78℃之間的餾分即得純的乙酸乙酯．故選B項． 　　(5)對比兩個實驗裝置圖結合乙酸乙酯制備過程中的各種條件控制，可以看出后者的三個突出的優點：①增加了溫度計，便于控制發生裝置中反應液的溫度，減少副產物的產生；②增加了分液漏斗，有利于及時補充反應混合液，以提高乙酸乙酯的產量；③增加了水冷凝裝置，有利于收集產物乙酸乙酯．