Question

10．某課外小組設(shè)計的實(shí)驗(yàn)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、無水醋酸鈉，D中盛有飽和碳酸鈉溶液．
已知①無水氯化鈣可與乙醇形成難溶于水的CaCl₂•6C₂H₅OH
②有關(guān)有機(jī)物的沸點(diǎn)：

試劑	乙醚	乙醇	乙酸	乙酸乙酯
沸點(diǎn)（℃）	34.7	78.5	118	77.1

請回答：
（1）濃硫酸的作用是制乙酸、催化劑、吸水劑；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CH₃CO¹⁸OH+C₂H₅OH$?_{△}^{濃H_{2}SO_{4}}$CH₃COOCH₂CH₃+H₂¹⁸O；
（2）球形干燥管C的作用是防止倒吸、冷凝．D中飽和碳酸鈉溶液的作用是：乙酸乙酯與飽和Na₂CO₃溶液不互溶、且密度有較大差異，有利于分層，飽和Na₂CO₃溶液還可以吸收揮發(fā)出來的乙酸和乙醇若反應(yīng)前向D中加入幾滴酚酞，溶液呈紅色，產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因是CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-（用離子方程式表示）：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、乙醚和少量水，應(yīng)先加入無水氯化鈣，分離出乙醇；再加入C（A．五氧化二磷、B．堿石灰、C．無水硫酸鈉、D．生石灰），再加熱進(jìn)行蒸餾，收集77℃左右的餾分，以得到較純凈的乙酸乙酯．

Answer 1

分析 （1）酯化反應(yīng)為可逆反應(yīng)，且濃硫酸具有吸水性；
（2）乙醇、乙酸易溶于水，球形干燥管C中的球形結(jié)構(gòu)可防止液體倒吸；飽和碳酸鈉溶液可吸收乙醇、除去乙酸，降低乙酸乙酯的溶解度；碳酸鈉溶液水解顯堿性，碳酸鈉溶液與乙酸乙酯分層；
（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．

解答 解：（1）濃硫酸能與醋酸鈉反應(yīng)生成乙酸，乙酸與乙醇在加熱、濃硫酸作催化劑的條件下發(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；乙酸酸與乙醇發(fā)生的酯化反應(yīng)，反應(yīng)的方程式為CH₃CO¹⁸OH+C₂H₅OH$?_{△}^{濃H_{2}SO_{4}}$CH₃COOCH₂CH₃+H₂¹⁸O，
故答案為：制乙酸、催化劑、吸水劑；CH₃CO¹⁸OH+C₂H₅OH$?_{△}^{濃H_{2}SO_{4}}$CH₃COOCH₂CH₃+H₂¹⁸O；
（2）圓底燒瓶受熱不均，球形干燥管的管口伸入液面下可以防止倒吸，同時起冷凝的作用；D中選用飽和碳酸鈉溶液的原因是乙酸乙酯與飽和Na₂CO₃溶液不互溶、且密度有較大差異，有利于分層，飽和Na₂CO₃溶液還可以吸收揮發(fā)出來的乙酸和乙醇，碳酸根離子發(fā)生水解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)，堿性減弱而使溶液紅色變淺；
故答案為：防止倒吸、冷凝；乙酸乙酯與飽和Na₂CO₃溶液不互溶、且密度有較大差異，有利于分層，飽和Na₂CO₃溶液還可以吸收揮發(fā)出來的乙酸和乙醇；CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；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．

點(diǎn)評 本題考查有機(jī)物的制備實(shí)驗(yàn)，為高頻考點(diǎn)，把握反應(yīng)原理、實(shí)驗(yàn)裝置的作用、混合物分離為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，注意吸水劑的選擇，題目難度不大．