【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(chǎn)生的蒸氣經(jīng)導(dǎo)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(chǎn)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(yīng)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(yīng)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(jié)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(yīng)具有催化作用。實驗D中應(yīng)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(shù)據(jù),可以推測出濃H2SO4的吸水性提高了乙酸乙酯的產(chǎn)率。濃硫酸的吸水性能夠提高乙酸乙酯產(chǎn)率的原因是___

③加熱有利于提高乙酸乙酯的產(chǎn)率,但實驗發(fā)現(xiàn)溫度過高乙酸乙酯的產(chǎn)率反而降低,可能的原因是___。

④分離出乙酸乙酯層后,經(jīng)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

【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(yīng)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(jīng)反應(yīng)就脫離反應(yīng)體系(或溫度過高發(fā)生其他反應(yīng)) B

【解析】(1)碳酸鈉與醋酸反應(yīng)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(jié)構(gòu)可防止液體倒吸步驟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(guān)鍵是要采用控制變量即控制一個變量,其它條件不變。

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。

乙酸、乙醇易揮發(fā),溫度過高會發(fā)生其它反應(yīng),據(jù)此回答。

根據(jù)乙酸乙酯能夠在酸性條件下、堿性條件下發(fā)生水解反應(yīng)的性質(zhì)進行分析。

(1)步驟中可觀察到b試管中有細小的氣泡冒出,該反應(yīng)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(yīng)具有催化作用的條件,題中采用了一個變量,實驗C3mol·L-1H2SO4,實驗D鹽酸,所以達到實驗?zāi)康?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。

對照實驗A和C可以知道:試管中試劑實驗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(chǎn)率;正確答案:AC,濃硫酸可以吸收酯化反應(yīng)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。

乙酸、乙醇易揮發(fā),溫度過高大量乙酸、乙醇未經(jīng)反應(yīng)就脫離反應(yīng)體系,且溫度過高發(fā)生其他反應(yīng),導(dǎo)致產(chǎn)率降低正確答案:大量乙酸、乙醇未經(jīng)反應(yīng)就脫離反應(yīng)體系或溫度過高發(fā)生其它反應(yīng)。

④P2O5遇水能生成磷酸,乙酸乙酯在酸性條件下會發(fā)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(jié)晶水合物,無水硫酸鈉和乙酸乙酯不反應(yīng),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(fā)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(fā)生水解,不能用NaOH固體干燥乙酸乙酯,D錯誤;正確選項B。

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(ii)

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①按氣流方向連接各儀器接口順序是:

a→_____、__________、____________________。

②本套裝置有兩個儀器需要加熱,加熱的順序為先____________

(2)印刷電路板是由高分子材料和銅箔復(fù)合而成,刻制印刷電路時,要用FeCl3溶液作為“腐蝕液”,寫出該反應(yīng)的化學方程式:_____________________。

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①首先向溶液中加入H2O2溶液然后再加試劑X用于調(diào)節(jié)pH,過濾,除去雜質(zhì),X可選用下列試劑中的(填序號)

a.NaOH b.NH3H2O C.CuO d.CuSO4

②要獲得純凈CuCl22H2O晶體的系列操作步驟為:向①所得濾液中加少量鹽酸,蒸發(fā)濃縮、_____、_____、洗滌、干燥。

(4)用CuCl22H2O為原料制備CuCl時,發(fā)現(xiàn)其中含有少量的CuCl2或CuO雜質(zhì),若雜質(zhì)是CuCl2,則產(chǎn)生的原因是______________。

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(已知1g5=0.7)

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