Question

6．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、無水醋酸鈉，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的CaCl₂•6C₂H₅0H
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）濃硫酸的作用是催化劑、吸水劑；若用含同位素¹⁸O的乙醇分子與乙酸反應(yīng)，寫出能表示¹⁸O 位置的化學(xué)方程式：CH₃COOH+CH₃CH₂¹⁸OH$?_{△}^{濃H_{2}SO_{4}}$CH₃CO¹⁸OC₂H₅+H₂O．
（2）球形干燥管C的作用是防止倒吸、冷凝．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（用離子方程式表示）CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；反應(yīng)結(jié)束后D中的現(xiàn)象是液分層，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；然后進行蒸餾，收集77℃左右的餾分，以得較純凈的乙酸乙酯．

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；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，反應(yīng)掉揮發(fā)出來的乙酸，使之轉(zhuǎn)化為乙酸鈉溶于水中，便于聞乙酸乙酯的香味，溶解揮發(fā)出來的乙醇，降低乙酸乙酯在水中的溶解度，便于分層得到酯，故D中的溶液為飽和的碳酸鈉溶液，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，無水硫酸鈉吸水形成硫酸鈉結(jié)晶水合物．

解答 解：（1）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，故濃硫酸的作用為：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+CH₃CH₂¹⁸OH$?_{△}^{濃H_{2}SO_{4}}$CH₃CO¹⁸OC₂H₅+H₂O，
故答案為：催化劑、吸水劑；CH₃COOH+CH₃CH₂¹⁸OH$?_{△}^{濃H_{2}SO_{4}}$CH₃CO¹⁸OC₂H₅+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；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）加入無水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，
故答案為：乙醇．

點評 本題考查乙酸乙酯的制備與實驗改進，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