Question

2．乙酸正丁酯是無色透明有愉快果香氣味的液體，可用乙酸和正丁醇制備．反應(yīng)的化學方程式如下：
CH₃COOH+CH₃CH₂CH₂CH₂OH$?_{△}^{濃硫酸}$CH₃COOCH₂CH₂CH₂CH₃+H₂O
發(fā)生的副反應(yīng)如下：

有關(guān)化合物的物理性質(zhì)見下表：

化合物	密度（g•cm-3）	水溶性	沸點（℃）
冰乙酸	1.05	易溶	118.1
正丁醇	0.80	微溶	117.2
正丁醚	0.77	不溶	142.0
乙酸正丁酯	0.90	微溶	126.5

已知：乙酸正丁酯、正丁醇和水組成三元共沸物恒沸點為90.7℃．
合成：
方案甲：采用裝置甲（分水器預(yù)先加入水，使水面略低于分水器的支管口），在干燥的50mL圓底燒瓶中，加入11.5mL（0.125mol）正丁醇和7.2mL（0.125mol）冰醋酸，再加入3～4滴濃硫酸和2g沸石，搖勻．按下圖安裝好帶分水器的回流反應(yīng)裝置，通冷卻水，圓底燒瓶在電熱套上加熱煮沸．在反應(yīng)過程中，通過分水器下部的旋塞分出生成的水（注意保持分水器中水層液面仍保持原來高度，使油層盡量回到圓底燒瓶中）．反應(yīng)基本完成后，停止加熱．
方案乙：采用裝置乙，加料方式與方案甲相同．加熱回流，反應(yīng)60min后停止加熱．

提純：甲乙兩方案均采用蒸餾方法．操作如下：

請回答：
（1）a處水流方向是進水（填“進水”或“出水”），儀器b的名稱（直形）冷凝管；
（2）合成步驟中，方案甲監(jiān)控酯化反應(yīng)已基本完成的標志是分水器中水不再生成或分水器中的水層不再增加時；
（3）提純過程中，步驟②是為了除去有機層中殘留的酸，檢驗有機層已呈中性的操作是用玻璃棒蘸取有機層，點在pH試紙上，與標準比色卡對照，讀取pH值判斷；步驟③的目的是除去溶于酯中的少量無機鹽；
（4）下列有關(guān)洗滌過程中分液漏斗的使用正確的是BC
A．分液漏斗使用前必須要檢漏，只要分液漏斗的旋塞芯處不漏水即可使用
B．洗滌時振搖放氣操作應(yīng)如圖戊所示
C．放出下層液體時，需將玻璃塞打開或使塞上的凹槽對準漏斗口上的小孔
D．洗滌完成后，先放出下層液體，然后繼續(xù)從下口放出有機層置于干燥的錐形瓶中
（5）按裝置丙蒸餾，最后圓底燒瓶中殘留的液體主要是正丁醚；若按圖丁放置溫度計，則收集到的產(chǎn)品餾分中還含有正丁醇；
（6）實驗結(jié)果表明方案甲的產(chǎn)率較高，原因是通過分水器及時分離出產(chǎn)物水，有利于酯化反應(yīng)的進行，提高酯的產(chǎn)率．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)采用逆流的方法冷卻效果好判斷水流方向，根據(jù)裝置圖可知儀器名稱；
（2）乙酸與正丁醇反應(yīng)得到乙酸正丁酯與水，根據(jù)是否有水產(chǎn)生可判斷反應(yīng)是否基本完成；
（3）可用pH主試紙測有機層的酸堿性，用水洗有機物主要目的是除去有機物中少量的無機鹽；
（4）分液漏斗的使用方法為：
A．分液漏斗使用前必須要檢漏，要分液漏斗的旋塞芯處和上口的活塞都不漏水才可使用；
B．洗滌時振搖放氣，應(yīng)打開分液漏斗的旋塞，此時分液漏斗下管口應(yīng)略高于口部；
C．放出下層液體時，需將玻璃塞打開或使塞上的凹槽對準漏斗口上的小孔，使內(nèi)外壓強相等，便于液體流下；
D．洗滌完成后，先放出下層液體，然后從上口倒出有機層置于干燥的錐形瓶中；
（5）要蒸餾時，燒瓶最后留下的物質(zhì)為沸點最高的物質(zhì)，據(jù)此判斷；若按圖丁放置溫度計，水銀球的位置偏低，則收集到的產(chǎn)品餾分中還含有沸點較低的物質(zhì)，據(jù)此判斷；
（6）乙酸和正丁醇制備乙酸正丁酯是可逆反應(yīng)，根據(jù)實驗裝置圖可知，該實驗通過分水器及時分離出產(chǎn)物水，有利于酯化反應(yīng)的進行，提高酯的產(chǎn)率；

解答 解：（1）由于采用逆流的方法冷卻效果好，所以a處水流方向是進水，根據(jù)裝置圖可知儀器b的名稱是（直形）冷凝管，
故答案為：進水；（直形）冷凝管；
（2）乙酸與正丁醇反應(yīng)得到乙酸正丁酯與水，所以方案甲監(jiān)控酯化反應(yīng)已基本完成的標志是分水器中水不再生成或分水器中的水層不再增加時，
故答案為：分水器中水不再生成或分水器中的水層不再增加時；
（3）可用pH主試紙測有機層的酸堿性，其操作為用玻璃棒蘸取有機層，點在pH試紙上，與標準比色卡對照，讀取pH值判斷，用水洗有機物主要目的是除去溶于酯中的少量無機鹽，
故答案為：用玻璃棒蘸取有機層，點在pH試紙上，與標準比色卡對照，讀取pH值判斷；除去溶于酯中的少量無機鹽；
（4）分液漏斗的使用方法為：
A．分液漏斗使用前必須要檢漏，要分液漏斗的旋塞芯處和上口的活塞都不漏水才可使用，故A錯誤；
B．洗滌時振搖放氣，應(yīng)打開分液漏斗的旋塞，此時分液漏斗下管口應(yīng)略高于口部，故B正確；
C．放出下層液體時，需將玻璃塞打開或使塞上的凹槽對準漏斗口上的小孔，使內(nèi)外壓強相等，便于液體流下，故C正確；
D．洗滌完成后，先放出下層液體，然后從上口倒出有機層置于干燥的錐形瓶中，故D錯誤，
故答案為：BC；
（5）要蒸餾時，燒瓶最后留下的物質(zhì)為沸點最高的物質(zhì)，所以最后圓底燒瓶中殘留的液體主要是正丁醚；若按圖丁放置溫度計，水銀球的位置偏低，則收集到的產(chǎn)品餾分中還含有沸點較低的物質(zhì)，所以收集到的產(chǎn)品餾分中還含有正丁醇，
故答案為：正丁醚；正丁醇；
（6）乙酸和正丁醇制備乙酸正丁酯是可逆反應(yīng)，根據(jù)實驗裝置圖可知，該實驗通過分水器及時分離出產(chǎn)物水，有利于酯化反應(yīng)的進行，提高酯的產(chǎn)率，
故答案為：通過分水器及時分離出產(chǎn)物水，有利于酯化反應(yīng)的進行，提高酯的產(chǎn)率．

點評 本題考查有機物的合成實驗，涉及化學儀器及使用、反應(yīng)原理、實驗基本操作、裝置圖的分析等，是對學生綜合能力的考查，需要學生具備扎實的基礎(chǔ)，難度中等．