Question

16．某課外小組設(shè)計的實驗室制取乙酸乙酯的裝置如圖所示，A中放有濃硫酸，B中放有乙醇、無水醋酸銨，D中放有飽和碳酸鈉溶液．
已知：①無水氯化鈣可與乙醇形成難溶于水CaCl₂•6C₂H₅OH
②有關(guān)有機物的沸點：

試劑	乙醚	乙醇	乙酸	乙酸乙酯
沸點/℃	34.7	78.5	118	77.1

請回答：
（1）濃硫酸的作用：制乙酸、催化劑、脫水劑；若用同位素¹⁸O示蹤法確定反應(yīng)產(chǎn)物水分子中氧原子的提供者，寫出能表示
¹⁸O位置的化學(xué)方程式：CH₃COOH+CH₃CH₂¹⁸OHCH₃CO¹⁸OC₂H₅+H₂O
（2）球形干燥管C的作用是防止倒吸、冷凝反應(yīng)前向D中加入幾滴酚酞，反應(yīng)結(jié)束后D中的現(xiàn)象是溶液分層，上層無色油體液體，下層溶液顏色變淺．
（3）從D中分離出的乙酸乙酯中常含有一定量的乙醇、乙醚和水，應(yīng)先加入無水氯化鈣，分離出乙醇；再加入（此空從下列選項中選擇）C；然后進行蒸餾，收集77℃左右的餾分，以得到較純凈的乙酸乙酯：
A．五氧化二磷    B．堿石灰      C．無水硫酸鈉     D．生石灰
（4）反應(yīng)的理想溫度范圍在77.1-78.5℃，原因是使乙酸乙酯分離出來，防止混入雜質(zhì)．因此，該裝置需要改進的地方是水浴加熱．

Answer 1

分析 （1）乙酸與乙醇在濃硫酸作催化劑、加熱的條件下發(fā)生酯化反應(yīng)生成乙酸乙酯，該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，濃硫酸吸水利于平衡向生成乙酸乙酯方向移動；
羧酸與醇發(fā)生的酯化反應(yīng)中，羧酸中的羧基提供-OH，醇中的-OH提供-H，相互結(jié)合生成水；
（2）圓底燒瓶受熱不均，球形干燥管的管口伸入液面下可能發(fā)生倒吸，同時起冷凝作用；
碳酸根水解，溶液呈堿性，反應(yīng)后溶液分層，上層無色油體液體，由于碳酸鈉與乙酸反應(yīng)，故下層溶液顏色變淺；
（3）用氯化鈣除去少量乙醇，用無水硫酸鈉除去少量的水；
（4）根據(jù)乙酸乙酯的沸點分析；乙酸乙酯的沸點較低應(yīng)該用水浴加熱．

解答 解：（1）酸與乙醇需濃硫酸作催化劑，該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，濃硫酸吸水利于平衡向生成乙酸乙酯方向移動，由于反應(yīng)加入的是乙酸鈉，故濃硫酸還制乙酸的作用，故濃硫酸的作用為制乙酸、催化劑、吸水劑；
羧酸與醇發(fā)生的酯化反應(yīng)中，羧酸中的羧基提供-OH，醇中的-OH提供-H，相互結(jié)合生成水，其它基團相互結(jié)合生成酯，同時該反應(yīng)可逆，反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH₃COOH+CH₃CH₂¹⁸OHCH₃CO¹⁸OC₂H₅+H₂O；
故答案為：制乙酸、催化劑、吸水劑；CH₃COOH+CH₃CH₂¹⁸OHCH₃CO¹⁸OC₂H₅+H₂O；
（2）圓底燒瓶受熱不均，球形干燥管的管口伸入液面下可能發(fā)生倒吸，球形干燥管體積大，可以防止倒吸，同時起冷凝作用；
碳酸根水解CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，溶液呈堿性，加入幾滴酚酞，溶液呈紅色；
碳酸鈉水解呈堿性，乙酸乙酯不溶于飽和碳酸鈉溶液，密度比水小，溶液分層，上層無色油體液體，乙酸和碳酸鈉反應(yīng)而使溶液紅色變淺；
故答案為：防止倒吸、冷凝；溶液分層，上層無色油體液體，下層溶液顏色變淺；
（3）用氯化鈣除去少量乙醇，用無水硫酸鈉除去少量的水，無水硫酸鈉吸水形成硫酸鈉結(jié)晶水合物，不能選擇P₂O₅、堿石灰和NaOH等固體干燥劑，以防乙酸乙酯在酸性（P₂O₅遇水生成酸）或堿性條件下水解，故答案為：乙醇；C；
（4）已知乙酸乙酯的沸點為77.1℃，乙醇的沸點為78.5℃，所以應(yīng)該控制溫度在77.1-78.5℃之間，以防止乙醇及其它物質(zhì)揮發(fā)形成雜質(zhì)；乙酸乙酯的沸點較低應(yīng)該用水浴加熱，直接加熱不易控制溫度；
故答案為：77.1-78.5；使乙酸乙酯分離出來，防止混入雜質(zhì)；水浴加熱．

點評 本題考查乙酸乙酯的制備與實驗改進，難度中等，注意（3）涉及到乙酸乙酯的精制，用無水硫酸鈉除去少量的水，不能選擇P₂O₅、堿石灰和NaOH等固體干燥劑，以防乙酸乙酯在酸性（P₂O₅遇水生成酸）或堿性條件下水解．