Question

7．乙酸異戊酯（）是組成蜜蜂信息素的成分之一，具有香蕉的香味，實驗室制備乙酸異戊酯的反應(yīng)裝置示意圖（有關(guān)的加熱和夾持儀器略去）和有關(guān)數(shù)據(jù)如下：
實驗步驟：在燒瓶中加入4.4g的異戊醇，6.0g的乙酸、數(shù)滴濃硫酸和2～3片碎瓷片，開始緩慢加熱燒瓶，回流50分鐘，反應(yīng)液冷至室溫后，倒入分液漏斗中，分別用少量水，飽和碳酸氫鈉溶液和水洗滌，分出的產(chǎn)物加入少量無水硫酸鎂固體，靜置片刻，過濾除去硫酸鎂晶體，進(jìn)行蒸餾純化，收集140～143℃餾分，得乙酸異戊酯2.6g．回答下列問題：

	相對分子質(zhì)量	密度/（g•cm-3）	沸點/℃	水中溶解性
異戊醇	88	0.8123	131	微溶
乙酸	60	1.0492	118	溶
乙酸異戊酯	130	0.8670	142	難溶

（1）寫出制取乙酸異戊酯的化學(xué)方程式CH₃COOH+（CH₃）₂CHCH₂CH₂O$?_{△}^{濃硫酸}$CH₃COOCH₂CH₂CH（CH₃）₂+H₂O．
（2）冷凝管的作用是，碎瓷片的作用是分別為冷凝回流；防暴沸．
（3）若乙酸異戊酯產(chǎn)率偏低，其原因可能是ABC （填序號）．
A．原料沒有充分反應(yīng)
B．發(fā)生了副反應(yīng)
C．在進(jìn)行蒸餾純化操作時，從143℃開始收集餾分
（4）在洗滌、分液操作中，應(yīng)充分振蕩，然后靜置，待分層后D  （填序號）．
A．直接將乙酸異戊酯從分液漏斗上口倒出
B．直接將乙酸異戊酯從分液漏斗下口放出
C．先將水層從分液漏斗的下口放出，再將乙酸異戊酯從下口放出
D．先將水層從分液漏斗的下口放出，再將乙酸異戊酯從上口放出
（5）實驗中加入少量無水硫酸鎂的目的是干燥乙酸異戊酯．
（6）本實驗的產(chǎn)率是B（填序號）
A．30%             B．40%             C．50%          D．60%

Answer 1

分析 在裝置A中加入反應(yīng)混合物和2～3片碎瓷片，開始緩慢加熱A，利用冷凝管冷凝回流50分鐘，反應(yīng)液冷至室溫后，倒入分液漏斗中，先用少量水洗掉大部分硫酸和醋酸，再用水洗滌碳酸氫鈉溶液，分出的產(chǎn)物加入少量無水硫酸鎂固體作干燥劑，靜置片刻，過濾除去硫酸鎂固體，進(jìn)行蒸餾純化，收集140～143℃餾分，得乙酸異戊酯，
（1）CH₃COOH與（CH₃）₂CHCH₂CH₂OH反應(yīng)生成CH₃COOCH₂CH₂CH（CH₃）₂和H₂O；
（2）冷凝管位于燒瓶上方起到的作用是冷凝回流，原料充分利用；混合溶液加熱為防止暴沸需要添加碎瓷片；
（3）依據(jù)乙酸異戊酯沸點結(jié)合化學(xué)平衡移動影響因素解答；
（4）根據(jù)乙酸異戊酯的密度及正確的分液操作方法進(jìn)行解答；
（5）少量無水硫酸鎂能夠吸收乙酸異戊酯中少量的水分，起到干燥作用；
（6）先計算出乙酸和異戊醇的物質(zhì)的量，然后判斷過量情況，根據(jù)不足量計算出理論上生成乙酸異戊酯的物質(zhì)的量，最后根據(jù)實際上制取的乙酸異戊酯計算出產(chǎn)率．

解答 解：（1）CH₃COOH與（CH₃）₂CHCH₂CH₂OH反應(yīng)生成CH₃COOCH₂CH₂CH（CH₃）₂和H₂O，化學(xué)方程式為CH₃COOH+（CH₃）₂CHCH₂CH₂O$?_{△}^{濃硫酸}$CH₃COOCH₂CH₂CH（CH₃）₂+H₂O，
故答案為：CH₃COOH+（CH₃）₂CHCH₂CH₂O$?_{△}^{濃硫酸}$CH₃COOCH₂CH₂CH（CH₃）₂+H₂O；
（2）球形冷凝管的作用是 冷凝回流，使反應(yīng)物充分利用，混合溶液加熱為防止暴沸需要添加碎瓷片，
故答案為：冷凝回流；防暴沸；
（3）A．原料沒有充分反應(yīng)．偏低；
B．發(fā)生了副反應(yīng)．偏低；
C．在進(jìn)行蒸餾純化操作時，從143℃開始收集餾分．偏低；
故答案為：A、B、C；
（4）由于酯的密度比水小，二者互不相溶，因此水在下層，酯在上層；分液時，要先將水層從分液漏斗的下口放出，待到兩層液體界面時關(guān)閉分液漏斗的活塞，再將乙酸異戊酯從上口放出，所以正確的為D，
故答案為：D；
（5）實驗中加入少量無水硫酸鎂的目的是吸收酯中少量的水分，對其進(jìn)行干燥，
故答案為：干燥乙酸異戊酯；
（6）乙酸的物質(zhì)的量為：n=$\frac{6.0g}{60g/mol}$=0.1mol，異戊醇的物質(zhì)的量為：n=$\frac{4.4g}{88g/mol}$=0.05mol，由于乙酸和異戊醇是按照1：1進(jìn)行反應(yīng)，所以乙酸過量，生成乙酸異戊酯的量要按照異戊醇的物質(zhì)的量計算，即理論上生成0.05mol乙酸異戊酯；實際上生成的乙酸異戊酯的物質(zhì)的量為=$\frac{2.6g}{130g/mol}$=0.02mol，所以實驗中乙酸異戊酯的產(chǎn)率為：$\frac{0.02mol}{0.05mol}$×100%=40%，
故答案為：B．

點評 本題考查了常見儀器的構(gòu)造與安裝、混合物的分離、提純、物質(zhì)的制取、藥品的選擇及使用、物質(zhì)產(chǎn)率的計算等知識，題目難度中等，試題涉及的題量較大，知識點較多，充分培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用所學(xué)知識的能力．