Question

16．某課外小組設(shè)計(jì)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(wú)水醋酸鈉，D中放有飽和碳酸鈉溶液．
已知：①無(wú)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(qǐng)回答：（1）濃硫酸的作用是制乙酸、催化劑、吸水劑；儀器A的名稱是分液漏斗；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．仔細(xì)觀察溶液D中會(huì)有少量氣泡產(chǎn)生，試用離子方程式解釋產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因是2CH₃COOH+CO₃^2-=2CH₃COO^-+CO₂↑+H₂O．
（3）待實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，觀察發(fā)現(xiàn)裝置B中溶液變成了棕黑色，試用化學(xué)方程式解釋其原因：C₂H₅OH+2H₂SO₄→2C+2SO₂↑+5H₂O．
（4）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(wú)水氯化鈣，分離出乙醇；然后在混合液中加入沸石，再加熱進(jìn)行蒸餾，收集77.1℃ 左右的餾分，以得較純凈的乙酸乙酯．

Answer 1

分析 （1）儀器A的名稱為分液漏斗；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(dòng)；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(shí)起冷凝作用；
醇與乙酸都易揮發(fā)，制備的乙酸乙酯含有乙醇與乙酸，通常用飽和碳酸鈉溶液吸收乙酸乙酯，溶解揮發(fā)出來(lái)的乙醇，反應(yīng)掉揮發(fā)出來(lái)的乙酸放出二氧化碳?xì)怏w，降低乙酸乙酯在水中的溶解度，便于分層得到酯；
（3）裝置B中溶液變成了棕黑色，則生成碳，說(shuō)明濃硫酸將乙醇氧化成碳；
（4）根據(jù)乙酸乙酯的沸點(diǎn)判斷溫度．

解答 解：（1）儀器A的名稱為分液漏斗；乙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(dòng)，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(tuán)相互結(jié)合生成酯，同時(shí)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；分液漏斗；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(shí)起冷凝作用；
用飽和碳酸鈉溶液吸收乙酸乙酯，溶解揮發(fā)出來(lái)的乙醇，反應(yīng)掉揮發(fā)出來(lái)的乙酸放出二氧化碳?xì)怏w，所以D中會(huì)有少量氣泡產(chǎn)生的離子方程式為：2CH₃COOH+CO₃^2-=2CH₃COO^-+CO₂↑+H₂O；
故答案為：防止倒吸、冷凝；2CH₃COOH+CO₃^2-=2CH₃COO^-+CO₂↑+H₂O；
（3）濃H₂SO₄具有強(qiáng)氧化性，將乙醇氧化成碳，所以裝置B中溶液變成了棕黑色，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：C₂H₅OH+2H₂SO₄→2C+2SO₂↑+5H₂O，故答案為：C₂H₅OH+2H₂SO₄→2C+2SO₂↑+5H₂O；
（4）乙酸乙酯的沸點(diǎn)為77.1℃，所以收集 77.1℃左右的餾分，以得較純凈的乙酸乙酯，故答案為：77.1℃．

點(diǎn)評(píng) 本題考查乙酸乙酯的制備與實(shí)驗(yàn)改進(jìn)，難度中等，注意掌握乙酸乙酯的制取原理及裝置選擇，明確反應(yīng)過程中濃硫酸、飽和碳酸鈉溶液的作用．